ФТПРПИ №3, 2024. Аннотации
ГЕОМЕХАНИКА
УДК 622.453
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФИЛЬТРАЦИИ МЕТАНА В НЕСТАЦИОНАРНОМ ПОЛЕ НАПРЯЖЕНИЙ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
М. В. Курленя, К. Х. Ли, В. Г. Казанцев, Ли Хи Ун
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: kurlenya@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
АО “НЦ ВостНИИ”,
E-mail: leeanatoly@mail.ru, ул. Институтская, 3, 650002, г. Кемерово, Россия
ООО “Промышленная безопасность”,
E-mail: wts-01@mail.ru, ул. Прибыткова, 49, 659302, г. Бийск, Россия
Разработана физико-математическая модель фильтрации природного газа в метаноносных угольных пластах, в основе которой лежит принцип совместного взаимодействия геомеханических и газодинамических факторов в технологическом процессе дегазации. Выполнен расчет фильтрации метана и установлено, что причинами снижения дебита являются рост напряженного состояния вокруг добычных скважин, изменение запирающего давления газа в трещинах и порах, а также пьезопроводность массива.
Моделирование, угольный пласт, дегазация, фильтрация, сорбционное давление, напряженное состояние, запирающее напряжение, пьезопроводность массива
DOI: 10.15372/FTPRPI20240301
EDN: HGMCWR
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кабирова С. В., Ворошилов В. Г., Портнов В. С., Ахматнуров Д. Р. Оценка газоносности пласта K10 в пределах Шерубайнуринского участка Карагандинского угольного бассейна // Изв. ТПУ. Инжиниринг георесурсов. — 2019. — Т. 330. — № 5. — С. 64 – 74.
2. Калугина Н. А. Взаимное влияние диффузии и фильтрации в процессе истечения метана из угольного массива // Физика и техника высоких давлений. — 2010. — Т. 20. — № 3. — С. 140 – 149.
3. Алексеев А. Д., Василенко Т. А., Гуменник К. В., Калугина Н. А., Фельдман Э. П. Диффузионно-фильтрационная модель выхода метана из угольного пласта // Журн. технической физики. — 2007. — Т. 77. — № 4. — С. 65 – 75.
4. Курленя М. В., Ли К. Х., Казанцев В. Г., Ли Хи Ун., Кулявцева С. В. Системная формализация и идентификация процессов фильтрационного и диффузионного массопереноса при дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2023. — № 3. — С. 48 – 58.
5. Кузнецов С. В., Горбачев А. Т. К вопросу о дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 1965. — № 6. — С. 17 – 24.
6. Лейбензон Л. С. Движение жидкостей и газов в пористой среде. — Л.: ОГИЗ, 1947. — 244 с.
7. Коновалова Л. Н., Зиновьева Л. М., Гукасян Т. К. Физика пласта. — Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2016. — 120 с.
8. Дырдин В. В., Мазур А. М., Ким Т. Л. Исследование проницаемости каменных углей в зависимости от крупности частиц и степени метаморфизма // Материалы ХIII Всерос. науч.-практ. конф. “Россия молодая”, 2021. — C. 95308.1 – 95308.4.
9. Кузнецов Р. В., Шиляев В. В. Моделирование разработки пластовых систем метаноугольных месторождений с учетом процессов усадки матрицы угля и сжимаемости системы трещин // Вести газовой науки. — 2022. — № 3 (52). — С. 207 – 216.
10. Palmer I. and Mansoori J. How permeability depends on stress and pore pressure in coalbeds, a new model, SPE Annual Technic. Conf. Exhibition, Denver, Colorado, SPE-36737-MS, 1996.
11. Захаров В. Н., Малинникова О. Н., Трофимов В. А., Филиппов Ю. А Зависимость проницаемости угольного пласта от газосодержания и действующих напряжений // ФТПРПИ. — 2016. — № 2. — С. 16 – 25.
12. Ботвенко Д. В. Методические основы прогноза и локализации взрывного горения рудничных газов при разрушениях горных пород: дис. … д-ра техн. наук. — Кемерово, 2021. — 406 с.
13. Шубин В. П. К вопросу об исследовании физико-механических свойств некоторых пород каменного угля шахт Кузбасса // Изв. ТПИ. — 1651. — Т. 68. — Вып. 1. — С. 130 – 170.
14. Лаврик В. Г., Михеев О. В., Казанцев В. Г. Диагностика и управление состоянием массива горных пород. — М.: Изд-во МАС, 2006. — 487 с.
УДК 622.831
ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ К МОДЕЛИРОВАНИЮ МУЛЬД СДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ВЫСОКИМИ ГРАДИЕНТАМИ ОСЕДАНИЙ
А. А. Барях, Н. А. Самоделкина
Горный институт УрО РАН,
E-mail: bar@mi-perm.ru, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия
В рамках упругопластической модели предложена методика теоретического описания мульд сдвижения земной поверхности с высокими градиентами оседаний. Подход основан на снижении модуля сдвига породного массива, приуроченного к краевой части мульды сдвижения. Предпосылкой к ослаблению модуля сдвига на этих участках является повышенная техногенная нагрузка, которая обусловливает формирование зон нарушенности, увеличение дефектности горных пород за счет раскрытия микротрещин, межзеренных контактов и т. д. Методика определения коэффициента техногенного ослабления модуля сдвига базируется на сопоставительном анализе наклонов земной поверхности. Реализация данного подхода позволяет достоверно отразить в расчетах процесс сдвижения земной поверхности с высокими градиентами оседаний и обеспечивает адекватные оценки напряженно-деформированного состояния подработанного массива, включая локализацию зон пластического деформирования.
Разработка месторождений, оседания земной поверхности, мульда сдвижения, породный массив, математическое моделирование, напряженно-деформированное состояние
DOI: 10.15372/FTPRPI20240302
EDN: IWUABE
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Baryakh A. A., Sanfirov I. A., Fedoseev A. K., Babkin A. I., and Tsayukov A. A. Seismic–geomechanical control of water-impervious strata in potassium mines, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53, No. 6. — С. 981 – 992.
2. Кулибаба С. Б., Рожко М. Д. Характер развития процесса сдвижения земной поверхности после остановки очистного забоя // Маркшейдерский вестник. — 2007. — № 3 (61). — С. 63 – 65.
3. Baryakh A. A., Devyatkov S. Y., and Denkevich E. T. Mathematical modelling of displacement during the potash ores mining by longwall faces, J. Min. Inst., 2023, No. 259. — P. 13 – 20.
4. Харисова О. Д., Харисов Т. Ф. Анализ многолетних инструментальных наблюдений и прогноз развития аварийных событий на Сарановском месторождении // Проблемы недропользования. — 2020. — № 2 (25). — С. 134 – 143.
5. Барях А. А., Девятков С. Ю., Самоделкина Н. А. Теоретическое обоснование условий образования провалов на земной поверхности после аварийного затопления калийных рудников // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 50 – 51.
6. Голубев Ф. М. Особенности параметров сдвижения многократно подработанной очистными выработками земной поверхности при ликвидации угледобывающих предприятий // Журн. теор. и прикл. механики. — 2020. — № 4 (73). — С. 62 – 69.
7. Рыбникова Л. С., Фельдман А. Л., Рыбников П. А. Инженерная защита гидросферы при отработке и ликвидации рудников // ГИАБ. — 2012. — № 10. — С. 301 – 306.
8. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. — М.: Недра, 1988. — 74 с.
9. Кутепов Д. В., Гордиенко М. В., Ребенок Е. В. Мониторинг сдвижений и деформаций над затопленными участками горных работ // Журн. теор. и прикл. механики. — 2020. — № 3 (72). — С. 65 – 71.
10. Спиридонов В. П., Бирюков Г. Н. Мониторинг деформаций земной поверхности, зданий и сооружений спутниковыми системами // Маркшейдерия и недропользование. — 2007. — № 1 (27). — С. 46 – 53.
11. Тагильцев С. Н., Панжин А. А. Геомеханические закономерности горизонтальных и вертикальных деформаций массива горных пород в районе Качканарского железорудного месторождения // ГИАБ. — 2020. — № 3-1. — С. 235 – 245.
12. Pakshyn M., Liaska I., Kablak N., and Yaremko H. Investigation of the mining departments influence of Solotvynsky salt mine SE on the Earth surface, buildings and constructions using satelite radar monitoring, Geodynamics, 2021, No. 2. — Р. 41 – 52.
13. Буш В., Хебель Х.-П., Шаффер М., Вальтер Д., Барях А. А. Контроль оседаний подработанных территорий методами радарной интерферометрии // Маркшейдерия и недропользование. — 2009. — № 2 (40). — С. 38–43.
14. Мозер Д. В., Туякбай А. С., Толеубекова Ж. З. О состоянии подработанных территорий Карагандинского угольного бассейна по данным космического мониторинга // ФТПРПИ. — 2017. — № 2. — С. 170 – 176.
15. Коряков А. Е., Копылов А. Б., Савин И. И. Применение метода конечных элементов при моделировании сдвижения элементов горного массива // Изв. ТулГУ. Науки о Земле. — 2017. — Вып. 4. — С. 344 – 354.
16. Кутепов Ю. Ю., Боргер Е. Б. Численное моделирование процесса сдвижения породных массивов применительно к горно-геологическим условиям шахты имени Рубана в Кузбассе // ГИАБ. — 2017. — № 5. — С. 66 – 75.
17. Jiránková E., Waclawik P., and Nemcik J. Assessment of models to predict surface subsidence in the Czech part of the Upper Silesian Coal Basin — Case study, Acta Geodyn. Geomat., 2020, Vol. 17, No. 4 (200). — P. 469 – 484.
18. Hou Z., Yang K., Li Y. et al. Dynamic prediction model of mining subsidence combined with D-InSAR technical parameter inversion, Environ. Earth Sci., 2022, Vol. 81 (11), No. 307.
19. Huang G., Kulatilake P. H. S. W., Shreedharan S., Cai S., and Song H. 3-D discontinuum numerical EFRENCES of subsidence incorporating ore extraction and backfilling operations in an underground iron mine in China, Int. J. Min. Sci. Technol., 2017, Vol. 27, No. 2. — P. 191 – 201.
20. Корецкая Е. Г. Моделирование оседаний земной поверхности в условиях подработки лавой № 35 вост. пл. h8 шахты им. М. В. Фрунзе // Сб. науч. тр. ДонГТУ. — 2018. — № 12 (55). — С. 23 – 29.
21. Bräuner G. Subsidence due to underground mining. No. 8571-8572. US Department of the Interior, Bureau of Mines, 1973.
22. Strzałkowski P. and Szafulera K. Occurrence of linear discontinuous deformations in Upper Silesia (Poland) in conditions of intensive mining extraction — Case study, Energies, 2020, Vol. 13 (8). — P. 1897.
23. Florkowska L., Bryt-Nitarska I., and Kruczkowski J. Deformation and damage to buildings caused by ground movements in mining areas (case study), Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych, 2021, No. 4. — P. 52 – 63.
24. Указания (мероприятия) по защите рудников ПАО “Уралкалий” от затопления и охране объектов на земной поверхности от вредного влияния подземных разработок на Верхнекамском месторождении солей. Ч. 1. Основные положения. — Пермь – Березники, 2022.
25. Барях А. А., Самоделкина Н. А. Разрушение водоупорных толщ при крупномасштабных горных работах. Ч. II. // ФТПРПИ. — 2012. — № 6. — С. 12 – 20.
26. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. — М.: Машиностроение, 1975. — 400 с.
27. Барях А. А., Самоделкина Н. А. Об одном критерии прочности горных пород // Чебышевский сб. — 2017. — Т. 18. — № 3 (63). — С. 72 – 87.
28. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., and Fox D. The finite element method for solid and structural mechanics (seventh edition), Butterworth-Heinemann, 2014. — 672 p.
29. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 271 с.
30. Барях А. А., Асанов В. А., Паньков И. Л. Физико-механические свойства соляных пород Верхнекамского калийного месторождения. — Пермь: ПГНИУ, 2008. — 199 с.
УДК 539.3
К РАСЧЕТУ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ В РАМКАХ УПРУГOПЛАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГРАДИЕНТНОГО ТИПА
Д. С. Журкина, С. В. Лавриков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: lvk64@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
На основе модели градиентного типа решена краевая задача о перераспределении напряжений в массиве при прохождении горной выработки. Использована упругопластическая модель горной породы с учетом локальной неоднородности. При описании кинематики условие гладкости поля перемещений существенно ослаблено — вместо одного гладкого поля смещений в плоском случае кинематика описывается двумя независимыми гладкими полями. Как следствие, модель содержит структурный параметр, включающий размерность длины и описывающий локальные изгибы элементарных объемов. Даны примеры расчетов развития пластических деформаций в приконтурной зоне массива, определены области повышенной концентрации напряжений. Показано, что учет локальных изгибов приводит, с одной стороны, к уменьшению пластических сдвигов в приконтурной зоне, с другой — к более глубокому распространению вглубь массива областей высокой концентрации напряжений.
Породный массив, очистной забой, математическая модель, нелокальное поведение, изгиб, упругость, пластические сдвиги, расчет, концентрация напряжений
DOI: 10.15372/FTPRPI20240303
EDN: DDLMZJ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Садовский М. А., Болховитинов Л. Г., Писаренко В. Ф. О свойстве дискретности горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1982. — № 12.
2. Шемякин Е. И. О свободном разрушении твёрдых тел // ДАН СССР. — 1988. — Т. 300. — № 5.
3. Журков С. Н., Куксенко В. С., Петров В. А., Савельев В. Н., Султанов У. О. О прогнозировании разрушения горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1977. — № 6. — C. 11 – 18.
4. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003.
5. Zhang P. H., Yang T. H., Yu Q. L., Xu T., Zhu W. C., Liu H. L., Zhou J. R. and Zhao Y. C. Microseismicity induced by fault activation during the fracture process of a crown pillar, J. Rock Mechanics and Rock Eng., 2015, Vol. 48, Iss. 4. — P. 1673 – 1682.
6. Пономарев В. С. Проблемы изучения энергетически активной геологической среды // Геотектоника. — 2011. — № 2. — С. 66 – 75.
7. Адушкин В. В., Кочарян Г. Г., Остапчук А. А. О параметрах, определяющих долю энергии, излучаемой при динамической разгрузке участка массива горных пород // Докл. АН. — 2016. — Т. 467. — № 1. — С. 86 – 90.
8. Тажибаев К. Т., Тажибаев Д. К. Остаточные напряжения — фактор неоднородности напряженного состояния сейсмоактивных участков массива горных пород // Геомеханика в горном деле: докл. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, Екатеринбург, 04 – 05 июня 2014. — С. 17 – 27.
9. Косых В. П., Микенина О. А. Формирование временных структур в процессе периодических сдвигов сыпучей среды: численное моделирование и эксперимент // ФТПРПИ. — 2023. — № 5. — С. 32 – 39.
10. Ким А. С., Шпади Ю. Р., Литвинов Ю. Г. Математическое моделирование нестационарных процессов в сейсмоактивной зоне // Динамические процессы в геосферах. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 69 – 84.
11. Лавриков С. В., Ревуженко А. Ф. Математическое моделирование неустойчивого режима деформирования породного массива с учетом внутренних самоуравновешенных напряжений // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — C. 12 – 29.
12. Новожилов В. В., Кадашевич Ю. И. Микронапряжения в конструкционных материалах. — Л.: Машиностроение, 1990. — 223 с.
13. Kolymbas D., Herle I., and von Wolffersdorff P. A. Hypoplastic constitutive equation with internal variables, Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech., 1995, Vol. 19. — P. 415 – 436.
14. Wu W., Lin J., and Wang X. A basic hypoplastic constitutive model for sand, Acta Geotechnica. 2017, Vol. 12, Iss. 6. — P. 1373 – 1382.
15. Лавриков С. В. O расчете напряженно-деформированного состояния разупрочняющегося блочного массива вблизи выработки // Физ. мезомеханика. — 2010. — Т. 13. — № 4. — С. 53 – 63.
16. Трусов П. В. Некоторые вопросы нелинейной механики деформируемого тела (в порядке обсуждения) // Математическое моделирование систем и процессов. — 2009. — Т. 17. — С. 85 – 95.
17. Ревуженко А. Ф. О приложениях неархимедова анализа в механике блочно-иерархической геосреды // ФТПРПИ. — 2016. — № 5. — С. 14 – 22.
18. Лавриков С. В., Микенина О. А., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. Концепция неархимедова многомасштабного пространства и модели пластических сред со структурой // Физ. мезомеханика. — 2008. — Т. 11. — № 3. — С. 45 – 60.
19. Truesdell C. A. and Toupin R. A. The classical field theories, Handbuch der Physik, Ed. by S. Flugge, Band 3, Teil 1, Berlin: Springer-Verlag, 1960. — P. 226 – 793.
20. Кунин И. A. Теория упругих сред с микроструктурой. — М.: Наука, 1975. — 416 с.
21. Эринген А. К. Теория микрополярной упругости. — М.: Мир, 1975. — Т. 2. — С. 646 – 752.
22. Смолин И. Ю. Использование микрополярных моделей для описания пластического деформирования на мезоуровне // Моделирование систем и процессов. — 2006. — Т. 14. — С. 189 – 205.
23. Ревуженко А. Ф., Микенина О. А. Упругопластическая модель горной породы с линейным структурным параметром // ПМТФ. — 2018. — № 2. — С. 167 – 176.
24. Ревуженко А. Ф. Трехмерная модель линейно упругого тела со структурой // Физ. мезомеханика. — 2021. — Т. 24. — № 3. — С. 26 – 35.
25. Алтухов В. И., Лавриков С. В., Ревуженко А. Ф. Анализ концентрации напряжений в целиках горной породы в рамках нелокальной упругой модели со структурным параметром // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2019. — Т. 1. — № 6. — С. 39 – 45.
УДК 539.3
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ МАССИВА НАД ЗАБРОШЕННЫМИ УГОЛЬНЫМИ ШАХТАМИ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО
Ахил Авчар, Самир Кумар Пал, Ануп Кумар Трипати, Гяндип Кумар
Национальный технологический институт,
г. Карнатака, Индия
Индийский технологический институт,
E-mail: pab.samir09@gmail.com, г. Харагпур, Индия
Рассмотрены возможные причины осадки поверхности над заброшенными угольными шахтами, разрабатываемыми камерно-столбовым методом. На примере заброшенной угольной шахты, принадлежащей компании South Eastern Coalfields Ltd, проведен расчет коэффициента запаса прочности целиков и определена их устойчивость с помощью моделирования методом конечных элементов и методом Монте-Карло.
Горная осадка, камерно-столбовая разработка, коэффициент запаса прочности, метод Монте-Карло, метод конечных элементов, прочность целиков
DOI: 10.15372/FTPRPI20240304
EDN: DZPHTW
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Singh K. B. and Dhar B. B. Sinkhole subsidence due to mining, Geotech. Geol. Eng., 1997, Vol. 15, No. 4. — P. 327 – 341.
2. Bahuguna P. P., Srivastava A. M. C., and Saxena N. C. A critical review of mine subsidence prediction methods, Min. Sci. Technol., 1991, Vol. 13, No. 3. — P. 369 – 382.
3. Donnelly L. J. A review of international cases of fault reactivation during mining subsidence and fluid abstraction, Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol., 2009, Vol. 42, No. 1. — P. 73 – 94.
4. Peng S. S. Topical areas of research needs in ground control — A state of the art review on coal mine ground control, Int. J. Min. Sci. Technol., 2015, Vol. 25, No. 1. — P. 1 – 6.
5. Jinhai Z., Ning J., Liming Y., and Liyang B. The effects of mining subsidence and drainage improvements on a waterlogged area, Bull. Eng. Geol. Environ., 2019, Vol. 78, No. 5. — P. 3815 – 3831.
6. Kumar S., Kumar D., Donta P. K., and Amgoth T. Land subsidence prediction using recurrent neural networks, Stoch. Environ. Res. Risk Assess., 2022, Vol. 36, No. 2. — P. 373 – 388.
7. Yu Y., Chen S.-E., Deng K.-Z., Wang P., and Fan H.-D. Subsidence mechanism and stability assessment methods for partial extraction mines for sustainable development of mining cities—a review, Sustainability, 2018, Vol. 10, No. 2, 2018. — P. 113.
8. Oh H.-J. and Lee S. Integration of ground subsidence hazard maps of abandoned coal mines in Samcheok, Korea, Int. J. Coal Geol., 2011, Vol. 86, No. 1. — P. 58 – 72.
9. Nazarov L. A., Nazarova L. A., Khan G. N., and Vandamme M. Estimation of depth and dimension of underground void in soil by subsidence trough configuration based on inverse problem solution, J. Min. Sci., 2014, Vol. 50, No. 3. — P. 411 – 416.
10. Lokhande R. D., Murthy V. M. S. R., and Singh K. B. Pot-hole subsidence in underground coal mining: some indian experiences, Geotech. Geol. Eng., 2013, Vol. 31, No. 2. — P. 793 – 799.
11. Tian X., Jin X., and He X. Prediction of coal mining subsidence based on machine learning probability theory, J. Electr. Comput. Eng., 2022, Vol. 2022. — P. 1 – 10.
12. Marino G. G., Zamiran S., and Almiron F., An overview of chimney subsidence above coal mines, Geotech. Geol. Eng., Jul. 2022, doi: 10.1007/s10706-022-02242-2.
13. Sui W., Zhang D., Cui Z. C., Wu Z., and Zhao Q. Environmental implications of mitigating overburden failure and subsidences using paste-like backfill mining: a case study, Int. J. Mining, Reclam. Environ., 2015, Vol. 29, No. 6. — P. 521 – 543.
14. Lechner A. M., Baumgartl T., Matthew P., and Glenn V. The impact of underground longwall mining on prime agricultural land: a review and research agenda, L. Degrad. Dev., 2016, Vol. 27, No. 6. — P. 1650 – 1663.
15. Zhang C., Zhao Y., Han P., and Bai Q. Coal pillar failure analysis and instability evaluation methods: A short review and prospect, Eng. Fail. Anal., 2022, Vol. 138. — P. 106344.
16. Chen S., Yin D., Cao F., Liu Y., and Ren K. An overview of integrated surface subsidence-reducing technology in mining areas of China, Nat. Hazards, 2022, Vol. 81, No. 2. — P. 1129 – 1145.
17. Donnelly L. J. A review of coal mining induced fault reactivation in Great Britain, Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol., 2006, Vol. 39, No. 1. — P. 5 – 50.
18. Edmonds C. Five decades of settlement and subsidence, Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol., 2018, Vol. 51, No. 4. — P. 403 – 416.
19. Galav A., Singh G. S. P., and Sharma S. K. Design and performance of protective water barrier pillars for underground coal mines in India — A Review, J. Inst. Eng. Ser. D, 2021, Vol. 102, No. 2. — P. 539–547.
20. Lokhande D. R., Murthy V. M. S. R., Vellanky V., and Singh B. K. Assessment of pot-hole subsidence risk for Indian coal mines,” Int. J. Min. Sci. Technol., 2015, Vol. 25, No. 2. — P. 185 – 192.
21. Baryakh A. A., Devyatkov S. Y., and Samodelkina N. A. Theoretical explanation of conditions for sinkholes after emergency flooding of potash mines, 2016, J. Min. Sci., Vol. 52, No. 1. — P. 36 – 45.
22. Hummel M., Hummelova I., Koudelkova J., and Cerna K. Mining of protection pillars without subsidence, J. Min. Sci., 2015, Vol. 51, No. 2. — P. 335 – 341.
23. Sahu P., Lokhande R. D., Pradhan M., and Jade R. The influence of geotechnical parameters on sinkhole subsidence and its model development for underground coal mines in central India, 2021, J. Min. Sci., Vol. 57, No. 2. — P. 220 – 228.
24. Sedlák V. Mathematical testing the edges of subsidence in undermined areas, J. Min. Sci., 2014, Vol. 50, No. 3. — P. 465 – 474.
25. Galvin J. M. Pillar Systems, in Ground Engineering — Principles and Practices for Underground Coal Mining, Cham: Springer Int. Publ., 2016. — P. 121 – 179.
26. Wang Z. and Li L. Study of energy release in failure of coal and rock near fault on ANSYS, Geotech. Geol. Eng., Vol. 37, No. 4. — P. 2577 – 2589.
27. Wang L. and Miao X. Numerical simulation of coal floor fault activation influenced by mining, J. China Univ. Min. Technol., 2006, Vol. 16, No. 4. — P. 385 – 388.
28. Yu J., Wilson J., Forget B., Dave A. J., Sun K., and Phillips B. Experimental validation of a high fidelity Monte Carlo neutron transport model of the MIT graphite exponential pile, Prog. Nucl. Energy, 2022, Vol. 152. — P. 104368.
29. Dedes G. et al. The role of Monte Carlo simulation in understanding the performance of proton computed tomography, Z. Med. Phys., 2022, Vol. 32, No. 1. — P. 23 – 38.
30. Guimarães V. de A., Leal Junior I. C., and da Silva M. A. V. Evaluating the sustainability of urban passenger transportation by Monte Carlo simulation, Renew. Sustain. Energy Rev., 2018, Vol. 93. — P. 732 – 752.
31. Sarigul N. Evaluation of the effect of field sizes on radiation dose in the presence of metal materials using Monte Carlo simulation, Appl. Radiat. Isot., 2022, Vol. 182. — P. 110143.
32. Tousi E. T. Monte Carlo simulation of the mass attenuation coefficient and effective atomic number of the Eremurus-Rhizophora ssp. particleboard phantom at the mammography energy range, Prog. Nucl. Energy, 2022, Vol. 149. — P. 104281.
33. Chen G., Huang N., Wu G., Luo L., Wang D., and Cheng Q. Mineral prospectivity mapping based on wavelet neural network and Monte Carlo simulations in the Nanling W-Sn metallogenic province, Ore Geol. Rev., Vol. 143. — P. 104765.
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
УДК 622.026.3
ОЦЕНКА АБРАЗИВНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ ГЕОМАТЕРИАЛОВ ПО ПАРАМЕТРАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ
А. С. Вознесенский, С. В. Мазеин, В. В. Прищепов, Я. О. Куткин
Университет науки и технологий “МИСиС”,
Е-mail: al48@mail.ru, Ленинский проспект, 4, стр. 1, 119049, г. Москва, Россия
Рассмотрена оценка абразивности песка при регистрации непрерывной акустической эмиссии во время проведения теста LCPC, предусматривающего дробление вращающейся прямоугольной крыльчаткой пробы массой 500 г в металлическом стакане. Информативными параметрами выступали средние амплитуды спектров сигналов акустической эмиссии, усредненные по ряду реализаций в разные моменты времени дробления и в шести полосах частот от 2 до 500 кГц. Получены коэффициенты уравнений множественной регрессии, позволяющие по усредненным амплитудам спектральных составляющих рассчитывать износ режущего инструмента и показатель абразивности LAC для разных времен дробления пробы. Данный метод может использоваться при проходке тоннелей с помощью тоннельных буровых машин, бурении скважин и в других приложениях для оперативного контроля абразивности грунтов и износа режущего инструмента с целью его своевременной замены.
Абразивность, грунт, тоннелепроходческие механизированные комплексы, режущий инструмент, износ
DOI: 10.15372/FTPRPI20240305
EDN: AJJJTJ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шрейнер Л. А., Петрова О. П., Якушев В. П., Портнова А. Т., Садиленко К. М. Механические и абразивные свойства горных пород. — М.: Гостоптехиздат, 1958. — 201 с.
2. Барон Л. И., Кузнецов А. В. Абразивность горных пород при добывании. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. — 168 с.
3. Любимов Н. И. Принципы классификации и эффективного разрушения горных пород при разведочном бурении. — М.: Недра, 1967. — 317 с.
4. Спивак А. И. Абразивность горных пород. — М.: Недра, 1972. — 240 с.
5. Любимов Н. И. Классификация горных пород и рациональное применение буровой техники. — М.: Недра, 1977. — 239 с.
6. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений / М. Г. Абрамсон, Б. М. Байдюк, В. С. Заварецкий и др. — М.: Недра, 1984. — 207 с.
7. Танайно А. С. К проблеме тестирования горных пород на абразивность // ФТПРПИ. — 2014. — № 6. — С. 87 – 95.
8. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А. О необходимости введения государственного стандарта для определения абразивности горных пород // Уголь. — 2018. — № 11. — С. 86 – 91.
9. Болобов В. И., Бочков В. С. К влиянию крепости породы на ее абразивные свойства // Горн. оборудование и электромеханика. — 2014. — № 9. — С. 40 – 43.
10. Болобов В. И., Бочков В. С. Зависимость абразивных свойств горных пород от их крепости // Горн. журн. — 2017. — № 5. — С. 14 – 16.
11. Мазеин С. В., Вознесенский А. С., Прищепов В. В. Прогноз абразивности грунтов при первичном износе режущего инструмента для строительства тоннелей большого сечения // Сб. тр.: Проектирование, строительство и эксплуатация подземных сооружений транспортного назначения. — 2021. — С. 177 – 183.
12. Мазеин С. В., Вознесенский А. С., Прищепов В. В. Методы определения абразивности твердых горных пород при механизированной проходке протяженных тоннелей // Геотехника. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 44 – 55.
13. Аверин А. Е. Абразивность горных пород как необходимый параметр в оценке рисков применения горнопроходческих машин // ГИАБ. — 2019. — № 3. — С. 184 – 191.
14. Zhang G., Thuro K., Konietzky H., Menschik F. M., Kaesling H., and Bayerl M. In-situ investigation of drilling performance and bit wear on an electrical drill hammer, Tunnel. Underground Space Technol., 2022, Vol. 122. — 104348.
15. Абу Бакар М. З., Мажид Я. Зависимость параметров буримости от физико-механических свойств горных пород Пакистана // ФТПРПИ. — 2024. — № 1. — С. 96 – 110.
16. Barzegari G., Uromeihy A., and Zhao J. Parametric study of soil abrasivity for predicting wear issue in TBM tunneling projects, Tunnel. Underground Space Technol., 2015, Vol. 48. — P. 43 – 57.
17. Jakobsen P. D., Bruland A., and Dahl F. Review and assessment of the NTNU / SINTEF Soil Abrasion Test (SATTM) for determination of abrasiveness of soil and soft ground, Tunnel. Underground Space Technol., 2013, Vol. 37. — P. 107 – 114.
18. AFNOR. De´termination du pouvoir abrasif d’une roche. Partie 1: Essai de rayure avec une pointe (NF P 94-430-1), Paris, 2000.
19. ASTM. Standard test method for laboratory determination of abrasiveness of rock using the CERCHAR method, Designation, D7625-10, 2010.
20. P18-579. Granulats — Détermination des coefficients d'abrasivité et de broyabilité, Février, 2013.
21. Standard NF P18-579:2013-02-09. Aggregate — Abrasiveness and grindability tests (German title Gesteinskörnungen — Bestimmung der Koeffizienten der Abrasivität und Mahlbarkeit), Publication date 2013-02-09, Original language French. — 12 p. 22. Käsling H. and Thuro K. Determining rock abrasivity in the laboratory, Rock Mech. Civ. Env. Eng., Proc. of the European Rock Mech. Symp., EUROCK 2010, 2010. — P. 425 – 428.
23. Abu Bakar M. Z., Majeed Y., Rashid A., and Ahmed F. Wear mechanisms of LCPC rock abrasivity test impellers of materials equivalent to TBM cutter head face tools, Tunnel. Underground Space Technol., 2021, Vol. 116. — 104122.
24. Alber M., Yarali O., Dahl F., Bruland A., Kaesling H., Michalakopoulos T., Cardu M., Hagan P., Aydin H., and Ozarslan A. ISRM suggested method for determining the abrasivity of rock by the CERCHAR abrasivity test, Rock Mech. Rock Eng., 2014, Vol. 47. — P. 261 – 266.
25. ГОСТ Р 55045-2012. Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Термины, определения и обозначения. — М.: Стандартинформ, 2013. — 12 с.
26. ГОСТ Р 52727-2007. Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования. — М.: Стандартинформ, 2007. — 12 с.
27. Esfahani M. K., Bagherpour R., Sadeghisorkhani H., and Jalalian M. H. A new look at hard rock abrasivity evaluation using acoustic emission technique (AET), Rock Mech. Rock Eng., 2022, Vol. 55, No. 4. — P. 2425 – 2443.
28. Tripathi R., Srivastava M., Hloch S., Adamčík P., Chattopadhyaya S., and Das A. K. Monitoring of acoustic emission during the disintegration of rock, Procedia Eng., 2016, Vol. 149. — P. 481 – 488.
29. Пат. RU 2 257 564 C2 РФ, МПК G01N 3/56. Способ определения абразивности горных пород / А. Г. Архипов, И. М. Гинзбург, Н. И. Корнилов, В. К. Ивашев // Опубл. в БИ. — 2005. — № 21. — 8 с.
30. Архипов А. Г. Определение прочности и абразивности горных пород по спектру акустического шума разрушения при бурении и резании // Зап. Горн. ин-та. — 2001. — Т. 148. — № 2. — С. 123 – 127.
31. ГОСТ 8736-2014. Песок для строительных работ. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2019. — 11 с.
УДК 622-1/-9, 622.023
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ РЕЗЦОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Ю. Н. Линник, В. Ю. Линник
Государственный университет управления,
Е-mail: yn_linnik@guu.ru, Рязанский проспект, 99, 109542, г. Москва, Россия
Использована классификация угольных пластов, содержащих твердые включения, согласно которой все шахтопласты подразделяются на три группы в зависимости от размеров и содержания в пласте включений. Выявлено, что характер разрушения, формирование и величина максимальных нагрузок зависят от минералогического типа включений. Карбонатные и пиритные включения разрушаются несколькими сколами, карбонатно-пиритные, как правило, одним. При разрушении пиритных включений нагрузки на резце примерно в 1.6 – 1.7 раза выше по сравнению с нагрузками при перерезании карбонатных включений. Установлено пять основных типов взаимодействия резца с твердым включением: краевое и центральное перерезание; касание; вырыв; извлечение твердого включения. Самые большие нагрузки возникают при перерезании твердых включений, поэтому они должны учитываться в расчетах параметров исполнительных органов выемочных машин и трансмиссий к ним.
Углецементный блок, твердые включения, пиковая сила резания, толщина и ширина среза, минералогический тип твердого включения, ориентации резца относительно включения, сила сцепления включения с массивом, вырыв твердого включения
DOI: 10.15372/FTPRPI20240306
EDN: AJPOON
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Воронова Э. Ю., Евстратов В. А., Цих А. Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов // Уголь. — 2021. — № 4 (1141). — С. 20 – 24.
2. Хорешок А. А., Маметьев Л. Е., Цехин А. М., Борисов А. Ю. Актуальные вопросы использования дискового инструмента на рабочих органах проходческих комбайнов избирательного действия // Техника и технология горного дела. — 2021. — № 4 (15). — С. 40 – 63.
3. Мышковский М., Пашедаг У. Разработка длинными очистными забоями угольных пластов средней мощности. Сравнение эффективности струговой и комбайновой выемки в сопоставимых условиях эксплуатации, Caterpillar, Inc., 2015. — 51 с. https://s7d2.scene7.com/is/content/Caterpillar/C10525855.
4. Линник В. Ю., Линник Ю. Н., Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А. Нормирование расхода резцов угледобывающих комбайнов в зависимости от условий эксплуатации // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 26 – 30.
5. Krauze K., Mucha K., Wydro T., and Pieczora E. Functional and operational requirements to be fulfilled by conical picks regarding their wear rate and investment costs, Energies, 2021, Vol. 14, Issue 12. — 3696.
6. Габов В. В., Задков Д. А., Нгуен Ван Суан, Хамитов М. С., Молчанов В. В. К проблеме совершенствования рабочего инструмента горных выемочных машин // ГИАБ. — 2022. — № 6-2. — С. 205 – 222.
7. Бабокин Г. И., Шпрехер Д. М., Колесников Е. Б. Контроль технического состояния исполнительного органа выемочных машин // Горн. журн. — 2018. — № 1. — С. 107 – 113.
8. Линник Ю. Н., Жабин А. Б., Цих А. Закономерности влияния надежности исполнительных органов и свойств угольных пластов на производительность очистных комбайнов // ГИАБ. — 2021. — № 11. — С. 169 – 180.
9. Шишлянников Д. И., Иванов С. Л., Звонарев И. Е., Зверев В. Ю. Повышение эффективности применения выемочных и транспортирующих машин комбайновых комплексов калийных рудников // ГИАБ. — 2020. — № 9. — С. 116 – 124.
10. Cheluszka P., Mikuła S., and Mikuła J. Conical picks of mining machines with increased utility properties — selected construction and technological aspects, Acta Montanistica Slovaca, 2021, Vol. 26, No. 2. — P. 195 – 204.
11. Позин Е. З., Кунтыш М. Ф. К методике комплексной оценки разрушаемости угольных пластов инструментами // Проблемы горного дела. — М.: Недра, 1974. — С. 279 – 286.
12. Кунтыш М. Ф., Баронская Э. И. Методы оценки свойств угольных пластов сложного строения. — М.: Наука, 1980. — 142 с.
13. Берон А. И., Казанский А. С., Лейбов Б. М., Позин Е. З. Резание угля. — М.: Госгортехиздат, 1962. — 469 с.
14. Позин Е. З., Кунтыш М. Ф., Тон В. В., Хургин З. Я., Бурдин В. Е. Основные принципы моделирования процесса резания угольных пластов, содержащих твердые включения // ФТПРПИ. — 1974. — № 2. — С. 50 – 55.
15. Албул И. Н. Характер разрушения и максимальные нагрузки при резании твердых включений инструментами // Физико-технические методы разрушения горных пород и углей. Научные сообщения ИГД им. А. А. Скочинского. — 1976. — Вып. 140. — С. 34 – 39.
16. Guo Jingna, Liu Jiang Feng, Qiang Li, and Xu Chen. Variation law of coal permeability under cyclic loading and unloading, Thermal Sci., 2019, Vol. 23, No. 3, Part A. — P. 1487 – 1494.
17. Шер Е. Н. Численная оценка сопротивления внедрению клиновидного инструмента в хрупкий породный массив с учетом равновесного развития магистральной трещины // ФТПРПИ. — 2021. — № 6. — С. 85 – 94.
18. Габов В. В., Задков Д. А., Нгуен К. Л. Особенности формирования элементарных сколов в процессе резания углей и изотропных материалов эталонным резцом горных машин // Зап. Горн. ин-та. — 2019. — Т. 236. — С. 153 – 161.
19. Bai X., Wang D. K., and Tian F. C. Permeability model of damaged coal under triaxial stress loading-unloading, Chin. J. Rock Mech. Eng., 2021, Vol. 40, No. 8. — 1536.
20. Wang Tuo, Zhanguo Ma, Gong Peng, and Ning Li. Analysis of failure characteristics and strength criterion of coal-rock combined body with different height ratios, Adv. Civ. Eng., 2020, Vol. 2020. — 8842206.
21. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин А. Е., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Пути развития теории разрушения углей и горных пород резцовым инструментом // Уголь. — 2019. — № 9. — С. 24 – 28.
УДК 622.235
ВЛИЯНИЕ МЕЖСКВАЖИННЫХ ЗАМЕДЛЕНИЙ НА УРОВЕНЬ СЕЙСМОБЕЗОПАСНОСТИ С УЧЕТОМ ОТКЛОНЕНИЯ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ ДЕТОНАТОРОВ
Ал. А. Галимьянов, А. В. Рассказова, И. В. Корнеев, В. И. Мишнев, Е. Н. Казарина
Институт горного дела ДВО РАН,
Е-mail: azot-1977@mail.ru, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Исследовано влияние рациональных межскважинных интервалов замедлений на сейсмобезопасность производства взрывных работ на открытых горных работах. Проведены инструментальные измерения фактического времени замедления детонаторов неэлектрических систем инициирования с дальнейшей обработкой результатов при помощи компьютерного моделирования. Проанализированы отечественные и зарубежные источники информации по отклонению фактического времени замедления от номинального. Расчетами подтверждено повышение относительного коэффициента сейсмобезопасности при выполнении взрывных работ с увеличением межскважинных интервалов времени замедления. Показана необходимость проведения дополнительных инструментальных измерений сейсмических колебаний для апробации актуальных схем в полевых и лабораторных условиях и исследование качества дробления горной массы.
Интервал времени замедления, схема монтажа взрывной сети, измерения замедления, компьютерное моделирование схем взрывания, среднеквадратичное отклонение, сейсмобезопасность, качество взорванной горной массы
DOI: 10.15372/FTPRPI20240307
EDN: NYXWEF
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Галимьянов А. А., Шевкун Е. Б., Кабиров А. Р., Казарина Е. Н. Фактор увеличения объема взрывного блока // Уголь. — 2023. — № 10 (1172). — С. 104 – 108.
2. Черских О. И., Галимьянов А. А., Гевало К. В. Совершенствование буровзрывных работ на Солнцевском угольном разрезе // Уголь. — 2022. — № 7 (1156). — С. 45 – 52.
3. Машуков И. В., Доманов В. П., Серг А. Г., Егоров Д. А. Расчет безопасных расстояний по сейсмическому воздействию массовых взрывов для зданий и сооружений с учетом схемы взрывания скважинных зарядов // Вестн. Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2013. — № 1 – 2. — С. 16 – 22.
4. Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Добровольский А. И., Галимьянов А. А. Разработка сближенных наклонных пластов каменного угля в разнопрочных и мерзлых вмещающих породах. — М.: Горн. кн., 2019. — 256 с.
5. Галимьянов А. А., Рудницкий К. А., Гильденбрант К. В. и др. Влияние параметров промежуточного детонатора на скорость детонации смесевых взрывчатых веществ // Горн. пром-сть. — 2023. — № 3. — С. 130 – 133.
6. Кучерявый Ф. И., Друкованый М. Ф., Гаек Ю. В. Короткозамедленное взрывание на карьерах. — М.: Госгортехиздат, 1962. — 227 с.
7. Кутузов Б. Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. 1. Разрушение горных пород взрывом. — М.: Горн. кн., 2007. — 471 с.
8. Барон В. Л., Кантор В. Х. Техника и технология взрывных работ в США. — М.: Недра, 1989. — 376 с.
9. Мосинец В. Н., Абрамов А. В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. — М.: Недра, 1982. — 248 с.
10. Покровский Г. И. Взрыв. — М.: Недра, 1980. — 190 с.
11. Graya J. P. and Monaghan J. J. Numerical modelling of stress fields and fracture around magma chambers, J. Volcanology Geotherm. Res., 2004, Vol. 135. — P. 259 – 283.
12. Минеев С. П., Шиповский И. Е., Киселев В. В., Гулай А. А. Моделирование поведения выбросоопасного массива при взрывных работах в проводимой выработке // Геотех. механика. — 2015. — № 123. — С. 26 – 39.
13. Викторов С. Д., Закалинский В. М., Мингазов Р. Я., Шиповский И. Е. К методологии обеспечения минимизации негативных геотехнологических рисков и явлений при комплексном освоении недр // Проблемы недропользования. — 2021. — № 1 (28). — С. 21 – 27.
14. Лысак Ю. А., Плотников А. Ю., Шевкун Е. Б., Лещинский А. В. Взрывное рыхление горных пород на карьерах группы компаний “Петропавловск” // Горн. журн. — 2022. — № 2. — С. 45 – 50.
15. Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Лысак Ю. А., Плотников А. Ю. Особенности взрывного рыхления при увеличенных интервалах замедления // ГИАБ. — 2017. — № 4. — С. 272 – 282.
16. Шевкун Е. Б., Плотников А. Ю. Влияние схем взрывания на процессы в зоне предварительного разрушения // Маркшейдерия и недропользование. — 2020. — № 3 (107). — С. 23 – 34.
17. Инструкция по применению устройств, инициирующих с замедлением шпуровых Искра-Ш. — 2009.
18. Горная энциклопедия. Замедленное взрывание [Электронная версия]. URL: http://www.mining-enc.ru/z/zamedlennoe-vzryvanie.
19. Кокин С. В., Пархоменко Д. М., Бервин А. В. Опыт ООО “Кузбассразрезуголь-Взрывпром” по снижению воздействия массовых взрывов в Кузбассе на охраняемые объекты и окружающую среду // Горн. пром-сть. — 2019. — № 5 (147). — С. 72 – 75.
20. Фетоденко В. С., Матва С. В. Оптимизация интервалов замедлений при короткозамедленном взрывании вскрышных пород на разрезах Кузбасса // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 4. — С. 623 – 631.
21. ГОСТ Р 52892-2007. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию.
22. Камянский В. Н. Повышение эффективности скважинной отбойки на карьерах при разновременном взрывании скважинных зарядов: дис. … канд. техн. наук. — М., 2018. — 123 с.
23. Трубецкой К. Н., Захаров В. Н., Викторов С. Д., Жариков И. Ф., Закалинский В. М. Взрывное разрушение горных пород при освоении недр // Проблемы недропользования. — 2014. — № 3. — С. 80 – 95.
24. Приказ Ростехнадзора от 03.12.2020 № 494 (ред. от 25.05.2022) “Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения” [Электронная версия]. URL: https://legalacts.ru/doc/prikaz-rostekhnadzora-ot-03122020-n-494-ob-utverzhdenii-federalnykh.
25. Самусаев П. А., Новиньков А. Г., Протасов С. И., Завьялов А. Н. Сравнительная оценка сейсмического действия массовых взрывов при применении различных систем инициирования // Взрывное дело. — 2023. — № 141/98. — С. 107 – 130.
26. Басарнов А. И., Батраков Д. Н. Испытания устройств неэлектрической системы инициирования на время срабатывания в полигонных условиях // Вестн. Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2023. — № 1. — С. 27 – 37.
27. Кондратьев С. А., Сысоев А. А., Катанов И. Б. Анализ результатов заводских испытаний устройств “Искра” для инициирования скважинных зарядов // Вестн. КузГТУ. — 2019. — № 6 (136). — С. 72 – 78.
28. Меньшиков П. В., Синицын В. А., Шеменев В. Г. Методика определения фактических интервалов замедлений для рациональных параметров сетки скважин с использованием системы электронного взрывания “Daveytronic” // Успехи совр. естествознания. — 2016. — № 3. — С. 183 – 189.
29. Белин В. А., Горбонос М. Г., Мангуш С. К., Эквист Б. В. Новые технологии ведения взрывных работ // ГИАБ. — 2015. — № S1. — С. 87 – 102.
30. Тюпин В. Н., Хаустов В. В. Зависимость геомеханического состояния трещиноватого массива от интервала замедления в зоне сейсмического действия массовых взрывов // ГИАБ. — 2021. — № 2. — С. 45 – 54.
31. Silva J., Li L., and Gernand J. M. Reliability analysis for mine blast performance based on delay type and firing time, Int. J. Min. Sci. Technol., 2018, Vol. 28, No. 2. — P. 195 – 204.
32. Blair D. P. Limitations of electronic delays for the control of blast vibration and fragmentation, Proc. 9th Int. Symp. Rock Fragmentation by Blasting, 2010, Vol. 9. — P. 171 – 184.
33. Wu H. and Gong M. Calculation and application of hole by hole blasting vibration superposition based on measured delay times of detonators, Explosion and Shock Waves, 2019, Vol. 39, No. 2. — 025202.
34. Эквист Б. В. Обоснование и разработка методов повышения безопасности сейсмического проявления короткозамедленного взрывания на горных предприятиях: дис. … д-ра техн. наук. — М., 2009. — 224 с.
35. Яковлев А. В., Шимкив Е. С., Переход Т. М. Основные направления и результаты исследований дробления трудновзрываемых пород // Проблемы недропользования. — 2019. — № 3 (22). — С. 137 – 144. 36. Тюпин В. Н. Сейсмобезопасные интервалы замедления при взрывной отбойке пород сухого дока в стесненных условиях // Взрывное дело. — 2023. — № 141/98. — С. 151 – 167.
37. Wu H. and Gong M. Calculation and application of hole by hole blasting vibration superposition based on measured delay times of detonators, Explosion Shock Waves, 2019, Vol. 39, No. 2. — 025202.
УДК 622.023
ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ПИРОКЛАСТИЧЕСКИХ ПОРОД НА ОДНООСНОЕ СЖАТИЕ МЕТОДОМ ТОЧЕЧНОЙ НАГРУЗКИ ПОСЛЕ ЦИКЛОВ ЗАМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ
Измаил Инс, Мехмет Кан Балчи, Мустафа Фенер
Технический университет Коньи,
42250, г. Конья, Турция
Университет Батмана,
E-mail: mehmetcan.balci@batman.edu.tr, 72000, г. Батман, Турция
Университет Анкары,
06830, г. Анкара, Турция
Рассмотрено изменение прочности пирокластических пород из Каппадокии после 5, 10, 15, 20 и 30 циклов замерзания и оттаивания путем определения абсолютных значений прочности и индекса сосредоточенной точечной нагрузки (PLT). Полученное эмпирическое соотношение для прогнозирования прочности на одноосное сжатие с помощью PLT-индекса имеет коэффициент корреляции 0.8663.
Пирокластические породы, Каппадокия, цикл замерзания и оттаивания, индекс точечной нагрузки, прочность на одноосное сжатие, оценка прочности
DOI: 10.15372/FTPRPI20240308
EDN: LNVDQA
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Fener M. and İnce İ. Effects of the freeze–thaw (F–T) cycle on the andesitic rocks (Sille-Konya/Turkey) used in construction building, J. Afr. Earth. Sci., 2015, Vol. 109. — P. 96 – 106.
2. Chen T. C, Yeung M. R, and Mori N. Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze-thaw action, Cold. Regions. Sci. Technol., 2004, Vol. 38. — P. 127 – 136.
3. Özbek A. Investigation of the effects of wetting–drying and freezing–thawing cycles on some physical and mechanical properties of selected ignimbrites, Bull. Eng. Geol. Environ., 2014, Vol.73, No. 2. — P. 595 – 609.
4. Akın M., Özvan A., Dinçer İ., and Topal T. Evaluation of the physico-mechanical parameters affecting the deterioration rate of Ahlat ignimbrites (Bitlis, Turkey), Environ. Earth Sci., 2017, Vol.76, No. 24. — P. 1 – 22.
5. Akbulut Z. F. Investigation of the change in physical, mechanical, and microstructural properties of Ahlat ignimbrites under the effect of environment and freeze-thawing, Arabian J.Geosci., 2022, Vol. 15, No. 6. — P. 1 – 11.
6. Török, Á., Forgó, L. Z., Vogt, T., Löbens, S., Siegesmund, S., Weiss, T., The influence of lithology and pore-size distribution on the durability of acid volcanic tuffs, Hungary, Geol. Soc., 2007, Vol. 271, No. 1. — P. 251 – 260.
7. Momeni A., Abdilor Y., Khanlari G. R., Heidari M., and Sepahi A. A. The effect of freeze–thaw cycles on physical and mechanical properties of granitoid hard rocks, Bull. Eng. Geol. Environ., 2016, Vol. 75, No. 4. — P. 1649 – 1656.
8. Hashemi M., Khabbazi Basmenj A., and Banikheir M. Engineering geological and geoenvironmental evaluation of UNESCO World Heritage Site of Meymand rock-hewn village, Iran, Environ. Earth Sci., 2018, Vol. 77, No. 1. — P. 1 – 23.
9. Sun Y., Zhai C., Xu J., Cong Y., Qin L., and Zhao C. Characterisation and evolution of the full size range of pores and fractures in rocks under freeze-thaw conditions using nuclear magnetic resonance and three-dimensional X-ray microscopy, Eng. Geol., 2020, Vol. 271. — P. 105616.
10. Liu Q., Huang S., Kang Y., and Liu X. A prediction model for uniaxial compressive strength of deteriorated rocks due to freeze–thaw, Cold Reg. Sci. Technol., 2015, Vol. 120. — P. 96 – 107.
11. İnce İ. and Fener M. A prediction model for uniaxial compressive strength of deteriorated pyroclastic rocks due to freeze–thaw cycle, J. Afr. Earth. Sci., 2016, Vol. 120. — P. 134 – 140.
12. Altindag R., Alyildiz I. S., and Onargan T. Mechanical property degradation of ignimbrite subjected to recurrent freeze–thaw cycles, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2004, Vol. 41, No. 6. — P. 1023 – 1028.
13. İnce İ. Effect of freezing-thawing cycle on engineering parameters of rock, In SÜ Graduate School of Natural Sci. (p. 197). (in Turksh), 2013.
14. Uğur İ. and Toklu H. Ö. Effect of multi-cycle freeze-thaw tests on the physico-mechanical and thermal properties of some highly porous natural stones, Bull. Eng. Geol. Environ., 2020, Vol. 79, No. 1. — P. 255 – 267.
15. ISRM, The complete ISRM suggested Methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974 – 2006. (in Ulusay R, Hudson J Eds), Int. Soc. Rock Mech., Commission on Testing Methods, Ankara, Turkey, 2007.
16. ASTM D7012, Standard test methods for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures, Am. Soc. Testing and Materials, West Conshohocken, 2014.
17. ASTMD5731, Standard test method for determination of the point load strength index of rock and application to rock strength classifications, Am. Soc. Testing and Materials, West Conshohocken, 2008.
18. ASTM D5312, Standard test method for evaluation of durability of rock for erosion control under freezing and thawing conditions, Am. Soc. Testing and Materials, West Conshohocken, 2004.
19. TS EN-12407, Natural stone test methods — petrographic examination, 2019, Ankara: Turkish Standards Institution, 2019.
20. Toprak V., Keller J., and Schumacher R. Volcano-tectonic features of the Cappadocian volcanic province, Int. volcanological congress-excursion guide, Middle East Technical University, Ankara, 1994.
21. Toprak V. Vent distribution and its relation to regional tectonics, CappadocianVolcanics, Turkey, J. Volcanol. Geotherm. Res., 1998, Vol. 85, No. 1 – 4. — P. 55 – 67.
22. Schmid R. Descriptive nomenclature and classification of pyroclastic deposits and fragments: recommendations of the international union of geological sciences subcommission on the systematics of igneous rocks, Geol., 1981, Vol. 9. — P. 41 – 43.
23. NBG, Engineering Geology and Rock Engineering: Norwegian Group of Rock Mechanics, Fornebu, Norway, 1985.
ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.271:622.7
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СХЕМ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПЕСКОВ ПРИ ОСВОЕНИИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ЗОЛОТОРОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
А. Ю. Чебан
Институт горного дела ДВО РАН,
E-mail: chebanay@mail.ru, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Проведен анализ технических средств, используемых при открытой разработке россыпей. Обоснован комплекс технологических решений, обеспечивающих повышение сквозного извлечения золота из песков россыпей. При разработке сложноструктурного выемочного блока после проведения вскрышных работ уточняются контуры включений богатых песков посредством второй стадии эксплуатационной разведки с локальным сгущением сети скважин. Осуществляется селективное извлечение разносортных песков. Выемка и транспортировка рядовых и бедных песков, составляющих основную часть выемочного блока, ведется высокопроизводительными бульдозерами тяжелого класса, при этом рядовые пески направляются к промывочному прибору, из бедных песков формируется штабель для кучного выщелачивания. Богатые пески с относительно небольшим объемом основной части золота выемочного блока транспортируются к комплексу многостадийного обогащения для высокого извлечения. Полученные при переработке богатых и рядовых песков хвосты, содержащие преимущественно мелкое и тонкое золото, направляются на кучное выщелачивание.
Сложноструктурный блок, включения богатых песков, селективная выемка, раздельная переработка, обогащение на шлюзах, кучное выщелачивание, ресурсосбережение
DOI: 10.15372/FTPRPI20240309
EDN: JOMKRF
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Викторов С. Д., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Научное обоснование технологий комплексного ресурсосберегающего освоения месторождений стратегического минерального сырья // ГИАБ. — 2014. — № 12. — С. 5 – 12.
2. Аренс В. Ж., Фазлуллин М. И., Хрулев А. С., Хчеян Г. Х. Опыт разработки погребенных многолетнемерзлых россыпей золота скважинной гидродобычей // ГИАБ. — 2019. — № 1. — С. 26 – 35.
3. Волченко Г. Н., Серяков В. М., Фрянов В. Н. Геомеханическое обоснование ресурсосберегающих вариантов разработки рудных месторождений системой этажного принудительного обрушения // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 144 – 154.
4. Huayan Pian and Santosh M. Gold deposits of China: Resources, economics, environmental issues, and future perspectives, Geolog. J., 2020, Vol. 55, No. 8. — P. 5978 – 5989.
5. Курленя М. В. Актуальные направления и задачи исследований освоения месторождений полезных ископаемых глубокого залегания в условиях Сибири и Дальнего Востока // ФТПРПИ. — 2021. — № 4. — С. 3 – 10.
6. Orimoloye I. R. and Ololade O. O. Potential implications of gold-mining activities on some environmental components: A global assessment 1990 to 2018, Geograph. J., 2020, Vol. 32, No. 4. — P. 2432 – 2438.
7. Батугина Н. С., Гаврилов В. Л., Ткач С. М., Хоютанов Е. А. Оценка влияния особенностей строения россыпных месторождений золота на эффективность их освоения на Севере // ФТПРПИ. — 2022. — № 3. — С. 67 – 76.
8. Дудинский Ф. В., Тальгамер Б. Л., Мурзин Н. В. Методические основы определения производительности многочерпаковых свайных драг при разработке техногенных россыпей // ФТПРПИ. — 2022. — № 3. — С. 77 – 86.
9. Oberthuer T., Melcher F., and Weiser T. W. Detrital platinum-group minerals and gold in placers of southeastern Samar Island, Philippines, Canadian Mineralogist. 2017, Vol. 55, No. 1. — P. 45 – 62.
10. Verimurugan E., Shruti V. C., Jonathan M. P., Priyadarsi D. R., Sarkar S. K., Rawlins B. K., and Villegas L. E. C. Comprehensive study on metal contents and their ecological risks in beach sediments of KwaZulu-Natal province, South Africa, Marine Pollut. Bull. 2019, Vol. 149. — 110555.
11. Замятин О. В., Маньков В. М. Мелкое золото в россыпях: проблемы оценки и извлечения // Горн. журн. — 2011. — № 4. — С. 22 – 26.
12. Мирзеханов Г. С., Литвинцев В. С. Состояние и проблемы освоения техногенных россыпных месторождений благородных металлов в Дальневосточном регионе // Горн. журн. — 2018. — № 10. — С. 25 – 30.
13. Nafikov R. Z., Kislyakov V. E., Kirsanov A. K., and Teshaev U. R. Dredging technology at placer gold deposits in the Far North, J. Degraded and Min. Lands Management. 2023, Vol. 10, No. 2. — P. 4199 – 4207.
14. Ермаков С. А., Бураков А. М. Комбинирование процессов предварительной концентрации полезного компонента как основа для создания геотехнологий нового типа // ГИАБ. — 2008. — № 4. — С. 102 – 107.
15. Клепиков В. Н. Региональные и локальные особенности концентрации самородков золота в россыпях // Концентрация и рассеяние полезных компонентов в аллювиальных россыпях: тез. докл. — Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1985. — С. 24 – 26.
16. Ермаков С. А., Потехин А. В. Анализ применяемых способов разработки и оборудования на россыпных месторождениях Якутии // ГИАБ. — 2012. — № S7. — С. 218 – 224.
17. Курбатова В. В., Семыкин Е. С., Голубев И. А. Депривация механизации процессов золотодобычи в условиях Северо-Востока России // Маркшейдерия и недропользование. — 2022. — № 6. — С. 23 – 32.
18. Анистратов Ю. И., Анистратов К. Ю., Щадов М. И. Справочник по открытым горным работам. — М.: НТЦ “Горное дело”, 2010. — 700 с.
19. Чебан А. Ю., Рассказов И. Ю., Литвинцев В. С. Анализ парка горных машин горнодобывающих предприятий Амурской области // Маркшейдерия и недропользование. — 2012. — № 2. — С. 41 – 50.
20. Инструкция по нормированию технологических потерь золота при промывке золотосодержащих песков на промывочных приборах / Вост. НИИ золота и редких металлов; сост. Н. П. Лавров, В. В. Милентьев, Ф. Ф. Умрихин. — Магадан: Кордис, 2004. — 19 с.
21. Рассказов И. Ю., Чебан А. Ю., Литвинцев В. С. Анализ технической оснащенности горнодобывающих предприятий Хабаровского края и Еврейской автономной области // Горн. журн. — 2013. — № 2. — С. 30 – 34.
22. Алексеев В. С., Серый Р. С., Соболев А. А. Повышение извлечения мелкого золота на промывочном приборе шлюзового типа // Обогащение руд. — 2019. — № 5. — С. 13 – 18.
23. Ghaffari A. and Farzanegan A. An investigation on laboratory Knelson Concentrator separation performance: Part 1: Retained mass modelling, Miner. Eng., 2017, Vol. 112. — P. 57 – 67.
24. Куликов В. И., Байбородин Б. А., Ястребов К. Л. Опыт внедрения современных технологий обогащения золотосодержащих песков на предприятиях Иркутской области // Вестник ИрГТУ. — 2003. — № 2. — С. 63 – 67.
25. Qiao Chen, Hong-ying Yang, Lin-lin Tong, Hui-qun Niu, Fu-sheng Zhang, and Chen G. Research and application of a Knelson concentrator: A review, Miner. Eng., 2020, Vol. 152. — 106339.
26. Ермаков С. А., Бураков А. М., Касанов И. С. Минимизация объемов переработки золотосодержащих песков россыпных месторождений Якутии по критерию предельной крупности некондиционного сырья // ГИАБ. — 2014. — № 4. — С. 138 – 149.
27. Бянкин М. А. Повышение эффективности разработки глубокозалегающих россыпей с “тонким” золотом // Недропользование XXI век. — 2023. — № 1-2. — С. 96 – 99.
28. Пат. 2678344 РФ. Способ комбинированной разработки месторождений золота из россыпей и техногенных минеральных образований / Секисов А. Г., Рассказова А. В., Богомяков Р. В., Литвинова Н. М. // Опубл. в БИ. — 2019. — № 4.
29. Фазлулин М. И., Авдонин Г. И., Смирнова Р. Н. К проблеме скважинного подземного выщелачивания золота // ГИАБ. — 2008. — № 10. — С. 207 – 217.
30. Чебан А. Ю., Секисов А. Г. Комбинированная технология разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей золота // Вестн. МГТУ им. Г. И. Носова. — 2023. — Т. 21. — № 1. — С. 24 – 31.
31. Секисов А. Г., Зыков Н. В., Королев В. С. Дисперсное золото: геологический и технологический аспекты — М: Горная книга, 2012 — 224 с.
32. Ларионов В. Р., Федоров Ф. М., Матвеев А. И., Нечаев П. Б., Ларионов А. С. Технология раздельного обогащения глубоко погребенных россыпей золота реки Б. Куранах // ГИАБ. — 2012. — № 8. — С. 184 – 189.
33. Колпаков В. В., Неволько П. А., Фоминых П. А. Типохимизм и минеральные ассоциации самородного золота россыпей района Култуминского Au – Cu – Fe скарнового месторождения (Восточное Забайкалье) // Разведка и охрана недр. — 2023. — № 12. — С. 20 – 31.
34. Батугин С. А., Черный Е. Д. Теоретические основы опробования и оценки запасов месторождений. — Новосибирск: Наука, 1998. — 344 с.
УДК 622.272
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЦЕЛИКОВ ПОДЗЕМНОЙ ШАХТЫ ПО ДОБЫЧЕ ИЗВЕСТНЯКА С ПОМОЩЬЮ ТРЕХМЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ
Ким Донхой, Ким Гюнман, Баек Хванчо
Институт промышленных технологий, Кангвонский национальный университет,
24341, г. Чхунчхон, пров. Кангвондо, Республика Корея
Институт минеральных и энергетических запасов,
г. Тэджон, Республика Корея
Кангвонский национальный университет,
E-mail: hwanjo@kangwon.ac.kr, 24341, г. Чхунчхон, пров. Кангвондо, Республика Корея
С помощью лазерного сканера получено облако точек подземной шахты по добыче известняка. На основе дискретной и непрерывной моделей выполнен численный анализ устойчивости двух целиков, расположенных в подземной выработке. Рассчитан коэффициент запаса прочности, превышающий единицу, и значения смещения целиков, которые незначительны по сравнению с их размерами. В дискретной модели коэффициент запаса прочности ниже на ~ 30 % по отношению к непрерывной модели, значения смещения выше на ~ 40 %. Изменение коэффициента запаса прочности установлено с использованием минимальных, средних и максимальных значений механических свойств рассматриваемого породного массива и составляет ~ 50 %.
Лазерный сканер, облако точек, численный анализ, коэффициент запаса прочности, смещение
DOI: 10.15372/FTPRPI20240310
EDN: KGTVNO
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mah J., Samson C., Mckinnon S. D., and Thibodeau D. 3D Laser imaging for surface roughness analysis, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 58. — P. 111 – 117.
2. Jia H. and Xue J. The stability study of goaf based on C-ALS data point cloud and FLAC3D Coupled Modeling, E3S Web of Conference, 2021, Vol. 261. — P. 03053.
3. Riquelme A. J., Tomás R., and Abellán A. Characterization of rock slope through slope mass rating using 3D point clouds, J. Rock Mech. Min. Sci., 2016, Vol. 84. — P. 165 – 176.
4. Kajzar V., Kukutsch R., and Heroldova N. Verifying the possibilities of using a 3D laser scanner in the mining underground, Acta Geodyn. Geomater., 2015, Vol. 12, No. 1. — P. 51 – 58.
5. Huber D. F. and Vandapel N. Automatic three-dimensional underground mine mapping, Int. J. Robot. Res., 2006, Vol. 25, No. 1. — P. 7 – 17.
6. Monsalve J. J., Baggett J., Bishop R., and Ripepi N. Application of laser scanning for rock mass characterization and discrete fracture network generation in an underground limestone mine, Int. J. Min. Sci. Technol., 2019, Vol. 29, No.1. — P. 131 – 137.
7. Chen S., Walske M. L., and Davies I. J. Rapid mapping and analysing rock mass discontinuities with 3D terrestrial laser scanning in the underground excavation, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2018, Vol. 110. — P. 28 – 35.
8. Osasan K. S. and Afeni T. B. Review of surface mine slope monitoring techniques, J. Min. Sci., 2010, Vol. 46, No. 2. — P. 177 – 186.
9. Lindenbergh R. and Pietrzyk P. Change detection and deformation analysis using static and mobile laser scanning, Appl. Geomat., 2015, Vol. 7. — P. 65 – 74.
10. Oparin V. N., Seredovich V. A., Yushkin V. F., Ivanov A. V., and Prokop’eva S. A. Application of laser scanning for developing a 3D digital model of an open-pit side surface, J. Min. Sci., 2007, Vol. 43, No. 5. — P. 545 – 554.
11. Kim Y. H., Kim G. B., Choi S. G., and Kim C. S. SWIR application for the identificationof high-grade limestonesfromthe upper pungchon formation, Econ. Environ. Geol., 2016, Vol. 49, No. 5. — P. 335 – 347.
12. TrimbleX7, Official Web-site: https://geospatial.trimble.com. Accessed August 11, 2022.
13. Par J., Kim J. S., Lee C., and Kwon S. Hydraulic analysisofa discontinuous rock mass using smeared fracture modeland DFN model, Tunn. Undergr. Space, 2019, Vol. 29, No. 5. — P. 318 – 331.
14. Kim D., Kim B. J., and Baek H. Analysis of factors affectingthe stabilityofan underground mine, J. Korean Soc. Miner. Energy Res. Eng., 2021, Vol. 58, No.1. — P. 75 – 84.
15. Fisher R. A. Dispersion on a sphere, Proc. R. Soc. of London, Edinburgh, Series A: Math. Phys. Sci., 1953, Vol. 217, No. 1130. — P. 295 – 305.
16. Einstein H. H. and Baecher G. B. Probabilistic and statistical methods in engineering geology: specific methods and examples part I: Exploration, Rock Mech. Rock Eng., 1983, Vol. 16, No.1. — P. 39 – 72.
17. Dewez T. J., Girardeau-Montant D., Allanic C., and Rohmer J. Facets: A cloudcompare plugin to extract geological planesfrom unstructured 3D point clouds, ISPRS Archives, 2016, Vol. 41. — P. 799 – 804.
18. Kline R. B. Principles and practice of structural equation modeling, Guilford publications, 2015. — 494 p.
19. 3D EC User Manual Version5.2, Minneapolis, USA, 2014. https://www.itascacg.com/software/3DEC. Accessed July, 2022.
20. Sunwoo C., Chung S. K., Choi S. O., Jung Y. B., Jeon Y. S., and Lee S. K. AS tudyon the Safety and Environmental Control of Underground Opening in Limestone Quarries, KIGAM. Korea, 2005.
21. Brown E. T. and E. Hoek Underground Excavation in Rock, CRC Press, 1980. — 536 p.
22. Jessu K. V. and Spearing A. J. Performance of inclined pillars with a major discontinuity, Int. J. Min. Sci. Technol., 2018, Vol. 29, No. 3. — P. 437 – 443.
23. Bhasin R. and Hoeg K. Parametric study for a large cavern in jointed rock using a distinct element model (UDEC – BB), Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1998, Vol. 35, No. 1. — P. 17 – 29.
24. Lü Q. and Low B. K., Probabilistic analysis of underground rock excavations using response surface method and SORM, Comput. Geotech., 2011, Vol. 38, No. 8. — P. 1008 – 1021.
25. Jiao Y. Y., Zhang X. L., Zhang H. Q., and Huang G. H. A discontinuous numerical model to simulate rock failure process, Geomech. Geoeng., 2014, Vol. 9, No. 2. — P. 133 – 141.
26. Gui Y. L., Bui H. H., Kodikara J., Zhang Q. B., Zhao J., and Rabczuk T. Modelling the dynamic failure of brittle rocks using a hydrid continuum-discrete element method with a mixed-mode cohesive fracture model, Int. J. Impact Eng., 2016, Vol. 87. — P. 146 – 155.
27. Usmani A., Pal S., and Nanda A. Continuum and discontinuum analysis of rock caverns, Indian Geotech. J., 2018, Vol. 48, No. 4. — P. 663 – 676.
28. Castro-Filgueira U., Alejano L. R., Arzúa J., and Ivars D. M. Sensitivity analysis of the micro-parameters used in a PFC analysis towards the mechanical properties of rocks, In: ISRM European Rock Mechanics Symp. EUROCK 2017.
29. Torbica S., Lapčević V., Gang W., Đokić N., and Duranović M. Sensitivity analysis of rock mass parameters estimate influence on decline support design using NATM, Podzemini radovi, 2019, Vol. 34. — P. 27 – 41.
ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 621.225.2 + 622.236
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ГИДРОУДАРНЫХ УСТРОЙСТВ АКТИВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ГОРНЫХ МАШИН
Л. В. Городилов, Д. И. Симисинов, А. Н. Коровин, В. Г. Кудрявцев
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: gor@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Уральский государственный горный университет,
ул. Куйбышева, 30, 620144, г. Екатеринбург, Россия
Для активного ковша гидравлического экскаватора второй размерной группы определена ударная мощность системы ударных устройств, требуемая для эффективной разработки пород с пределом прочности на сжатие до 60 – 80 МПа. Выбрана конструкция и параметры гидроударных устройств. Предложена схема подсоединения гидроударных устройств к маслостанции экскаватора, содержащая клапаны включения для каждого из них и редукционный клапан на входе в систему. Разработана имитационная модель системы гидроударных устройств, выполнены расчеты ее динамики и выходных характеристик при нескольких расходах поступающей к ударному устройству жидкости и давления настройки редукционного клапана. Показана эффективность предложенных конструкций и схемы подключения системы устройства к гидросистеме экскаватора, возможность глубокого регулирования ударной мощности за счет изменения давления настройки редукционного клапана.
Гидравлический экскаватор, активный исполнительный орган, гидроударное устройство, рабочий цикл, ударная мощность
DOI: 10.15372/FTPRPI20240311
EDN: ZOVSRU
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Экскаваторы с ковшом активного действия: опыт создания, перспективы применения / А. Р. Маттис, В. И. Кузнецов, Е. И. Васильев и др. — Новосибирск: Наука, Сиб. издат. фирма РАН, 1996. — 174 с.
2. Маттис А. Р., Ческидов В. И., Яковлев В. Л. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых. — Новосибирск: СО РАН, 2007. — 337 с.
3. Шишаев С. В., Федулов А. И., Маттис А. Р. Расчет и создание ковша активного действия. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1989. — 115 с.
4. Маттис А. Р., Лабутин В. Н. К созданию ковшей активного действия гидравлических строительных экскаваторов // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды. — 2010. — Т. 3. — С. 152 – 159.
5. Овчаров М. С. Разработка и исследование гидравлического ударного устройства для экскава-торного ковша активного действия: дис. … канд. техн. наук. — Караганда, 1985. — 173 с.
6. Кичигин А. Ф., Сафанков Ю. А. Полигонные испытания активного ковша экскаватора Э-652 // Строительно-дорожные машины и механизмы. — Караганда: КПТИ, 1972. — С. 42 – 45.
7. Янцен И. А., Овчаров М. С., Сафанков Ю. А. Определение параметров промежуточного гидро-пневмоаккумуляторного привода активного ковша экскаватора // Строительно-дорожные машины и механизмы. — Караганда: КПТИ, 1972. — С. 186 – 190.
8. Галдин Н. С., Бедрина Е. А. Ковши активного действия для экскаваторов. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. — 53 с.
9. Галдин Н. С., Семенова И. А. Автоматизированное моделирование гидроударного оборудования для экскаваторов. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. — 101 с.
10. Городилов Л. В., Коровин А. Н., Кудрявцев В. Г., Першин А. И. Выбор конструктивной схемы и параметров гидроударного устройства для активного исполнительного органа горной машины // ФТПРПИ. — 2023. — № 1. — С. 92 – 102.
11. Рабочие характеристики экскаватора-погрузчика New Holland B115 [Электронный ресурс]. URL: https://atkes.ru/index.php/stati-po-remontu/221-new-holland-b115.
12. Городилов Л. В., Кудрявцев В. Г. Экспериментальное исследование динамики золотникового рас-пределителя с дроссельным управлением // ФТПРПИ. — 2023. — № 4. — С. 79 – 89.
УДК 621.313.282.2
СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ СКВАЖИННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСНОГО ВИБРОИСТОЧНИКА
А. О. Кордубайло, Б. Ф. Симонов, А. А. Леуткин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: Kordubaylo_ao@mail.ru, Красный проспект, 54, 630090, г. Новосибирск, Россия
Разработан стенд, предназначенный для испытания и исследования скважинного импульсного виброисточника, содержащего электромагнитный ударный узел и силовые гидравлические элементы в условиях, имитирующих его работу в нефтяной скважине на глубинах более 1000 м с автоматическим контролем за давлением в системе. Выполненные исследования позволили довести ресурс безотказной непрерывной работы виброисточника в условиях скважины до 150 ч и выше; определить диапазоны регулирования энергии и частоты его ударов в зависимости от напряжения питания и рекомендовать желательную частоту его работы для обеспечения безопасности цементного камня обсадной колонны скважины. Получены номограммы, позволяющие установить зависимость максимальной продолжительности включения скважинного импульсного виброисточника от плотности тока в катушках и коэффициента теплоотдачи для поддержания теплового баланса молота при допустимых температурах нагрева электромагнитов.
Скважинный виброисточник, электромагнитный ударный двигатель, гидравлический силовой элемент, автоматическое отключение, система защиты, давление жидкости, ток, напряжение
DOI: 10.15372/FTPRPI20240312
EDN: ZDWYLN
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Газизов А. А. Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов на поздней стадии разработки. — М.: ООО “Недра-Бизнесцентр”, 2002. — 639 с.
2. Ганиев О. Р., Ганиев Р. Ф., Украинский Л. Е. Основы волновой механики продуктивных пластов // Докл. АН. — 2016. — Т. 466. — № 3. — С. 298 – 301.
3. Симкин Э. М., Кузнецов О. Л., Чилингар Г. В. Физические основы акустического и вибрационного воздействия на нефтяные и газовые коллекторы. — М.: Мир, 2000. — 246 с.
4. Дыбленко В. П., Марчуков Е. Ю., Туфанов И. А., Шарифуллин Р. Я., Евченко В. С. Волновые технологии и их использование при разработке месторождений нефти с трудноизвлекаемыми запасами. — М.: РАЕН. — 2012. — 338 с.
5. Кравцов Я. И., Марфин Е. А. Волновое воздействие на продуктивные пласты как универсальный способ повышения эффективности добычи тяжелых нефтей и природных битумов // Георесурсы. — 2011. — № 3. — С. 17 – 18.
6. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в виброволновых технологиях. — Новосибирск: Наука, 2010. — 404 с.
7. Абдукамов О. А., Серебрякова Л. Н., Тастемиров А. Р. Опыт применения технологии воздействия ударно-волновой обработки на призабойную зону нагнетательных скважин на месторождениях Западного Казахстана // SOCAR Рroceeding. — 2017. — № 1. — С. 62 – 69.
8. Симонов Б. Ф., Опарин В. Н., Кордубайло А. О., Востриков В. И. Экспериментальные исследования эффективности излучения от скважинного импульсного виброисточника // ГИАБ. — 2019. — № 8. — С. 180 – 189.
9. Камелин А. Автоматизированная система управления стендом тестирования погружного электродвигателя // Современные технологии автоматизации. — 2004. — № 3. — С. 52 – 55.
10.Пат. РФ 2 247222 С1. Стенд для испытания пакеров / Пындак В. И., Щербин А. В., Трохимчук М. В. // Опубл. в БИ. — 2005. — № 6.
11.Пат. РФ 2638046 С1. Стенд для испытаний гидромеханических пакеров двухстороннего действия / Аксенов С. В. и др. // Опубл. в БИ. — 2017. — № 35.
12. Симонов Б. Ф., Кордубайло А. О., Нейман В. Ю., Полищук А. Е. Рабочие процессы в импульсном линейном электромагнитном приводе скважинного виброисточника // ФТПРПИ. — 2018. — № 1 — С. 71 – 78.
13. Симонов Б. Ф., Кордубайло А. О., Грачев А. Е., Леуткин А. А., Позднякова Е. М. Исследование тепловых процессов в электромагнитном ударном узле скважинного импульсного виброисточника // ФТПРПИ. — 2022. — № 6. — С. 141 – 149.
14. Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники Т. 2. — Л.: Энергоиздат, 1981. — 416 с.
15. Филиппов И. Ф. Теплообмен в электрических машинах. — Л.: Атомиздат, 1986. — 255 с.
УДК 621.23.05
РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМОМОЛОТА С УМЕНЬШЕННЫМ ОБЪЕМОМ ПЕРЕДНЕЙ КАМЕРЫ
И. В. Тищенко, В. В. Червов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: vchervov@yandex.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Выполнен анализ способов повышения энергетических и эксплуатационных параметров пневмомолота с клапанным воздухораспределением. Предложен алгоритм изменения структуры ударной мощности пневмомолота с упругим кольцевым клапаном в камере обратного хода ударника, связанный с переходом на источник питания с повышенным давлением энергоносителя. На его основе разработана конструктивная схема и создан опытный образец. На лабораторном измерительном стенде получены фактические значения рабочих характеристик опытного образца: энергия удара; частота генерируемых импульсов; расход энергоносителя. После обработки индикаторных диаграмм давления определен удельный показатель затрат сжатого воздуха на единицу производимой энергии удара.
Пневмомолот, ударная мощность, упругий клапан, давление сжатого воздуха, частота ударов, расход энергоносителя, энергия ударного импульса
DOI: 10.15372/FTPRPI20240313
EDN: ZILASD
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рыбаков А. П. Основы бестраншейных технологий. Теория и практика. — М.: Пресс-Бюро, 2005. — 304 с.
2. Абраменков Э. А., Грузин В. В. Средства механизации для подготовки оснований и устройства фундаментов. — Новосибирск: НГАСУ, 1999. — 215 с.
3. Ешуткин Д. Н., Смирнов Ю. М., Исаев В. Л. Высокопроизводительные гидропневматические ударные машины для прокладки инженерных коммуникаций. — М.: Стройиздат, 1990. — 178 с.
4. Кюн Г., Шойбле Л., Шлик Х. Закрытая прокладка непроходных трубопроводов. — М.: Стройиздат, 1993. — 166 с.
5. Данилов Б. Б., Смоляницкий Б. Н. Пути повышения эффективности забивания в грунт стальных труб пневматическими молотами // ФТПРПИ. — 2005. — № 6. — С. 81 – 89.
6. ГОСТ Р 55162. Оборудование горно-шахтное, молотки отбойные пневматические. — М.: Стандартинформ, 2014. — 23 с.
7. ГОСТ 4.302-85. Машины забойные ударного действия для бурения геологоразведочных скважин. Номенклатура показателей. — М.: Гос. комитет по стандартам, 1985. — 11 с.
8. Червов В. В. Теория и практика создания пневматических молотов с переменной структурой мощности для реализации бестраншейных технологий прокладки коммуникаций: дис. … д-ра техн. наук. — Новосибирск, 2009. — 289 с.
9. Червов В. В., Тищенко И. В., Смоляницкий Б. Н. Влияние частоты виброударного воздействия и дополнительного статического усилия на скорость погружения стрежня в грунт // ФТПРПИ. — 2011. — № 1. — С. 61 – 70.
10. Смоляницкий Б. Н., Червов В. В. Повышение эффективности использования энергоносителя в пневмомолотах для подземного строительства // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 143 – 156.
11. Плохих В. В., Данилов Б. Б., Чещин Д. О. Обоснование принципиальной схемы и определение основных регулируемых параметров рабочего цикла пневмоударной машины // ФТПРПИ. — 2023. — № 2. — С. 102 – 111.
12. Плохих В. В., Данилов Б. Б., Чещин Д. О., Кордубайло А. О. Обоснование принципиальной схемы и исследование рабочего цикла пневматической ударной машины с изменяемой структурой ударной мощности // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2021. — Т. 8. — № 1. — С. 315 – 320.
13. Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1985. — 135 с.
14. Макаров Р. А., Ренский А. Б., Боркунский Г. Х., Этингоф М. И. Тензометрия в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1975. — 288 с.
15. Нуберт Г. П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. — Л.: Энергия, 1970. — 358 с.
16. Гурков К. С., Климашко В. В., Костылев А. Д., Плавских В. Д., Русин Е. П., Смоляницкий Б. Н., Тупицын К. К., Чепурной Н. П. Пневмопробойники. — Новосибирск, 1990. — 213 с.
17. Костылев А. Д., Григоращенко В. А., Козлов В. А., Гилета В. П. Пневмопробойники в строительном производстве. — Новосибирск: Наука, 1987. — 140 с.
18. Кершенбаум Н. Я., Минаев В. И. Проходка горизонтальных и вертикальных скважин ударным способом. — М.: Недра, 1984. — 246 с.
ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.7; 54.05
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ В ПРОЦЕССАХ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЭВДИАЛИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
В. А. Чантурия, М. В. Рязанцева
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
Е-mail: ryzanceva@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Представлены результаты экспериментальных исследований, полученные при использовании синтетических сорбентов на основе сополимеров сверхсшитого полистирола с дивинилбензолом и винилпиридином для извлечения и разделения ценных компонентов (Zr, Σ РЗМ) из продуктивного раствора азотнокислого выщелачивания эвдиалита. Установлено, что на этапе выделения Zr и Σ РЗМ из продуктивного раствора наиболее перспективны хелатная смола марки Puromet MTS 9500 и бифункциональный сильнокислый катионит марки Purolite C160. Для Puromet MTS 9500 предложена схема ступенчатого градиентного элюирования, насыщенного ценным компонентом сорбента, позволяющая получить на выходе растворы Zr и Σ РЗЭ с извлечением 97.7 и 81.1 % соответственно. Эффективное разделение РЗМ на подгруппы достигается при использовании смолы марки ВП-3АП.
Сорбенты на основе сверхсшитого полистирола, продуктивный раствор азотнокислого выщелачивания, эвдиалитовый концентрат, редкоземельные элементы, селективное выделение
DOI: 10.15372/FTPRPI20240314
EDN: XDCAKG
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методы извлечения и разделения редкоземельных и редких элементов. — М.: Гиредмет, 1987. — 144 с.
2. Пласкин И. Н. Ионный обмен и экстракция в процессах переработки руд // Ионообменные и экстракционные методы в химико-обогатительных процессах. — М.: Наука, 1965. — С. 3 – 13.
3. Исследование процессов получения редких и редкоземельных металлов и их соединений. — М.: Гиредмет, 1989. — 158 с.
4. Исследования в области технологии и металлургии редких металлов. — М.: Гиредмет, 1988. — 120 с.
5. Локшин Э. П., Тареева О. А., Иваненко В. И., Корнейков Р. И., Елизарова И. Р. Исследование сорбционного извлечения редкоземельных элементов из серно-кислых растворов // Хим. технология. — 2011. — № 12. — С. 749 – 754.
6. Химические, сорбционные и экстракционные методы получения и очистки редких металлов. — М.: Гиредмет, 1978. — 135 с.
7. Хамизов Р. Х., Крачак А. Н. Сорбционное концентрирование и выделение РЗЭ из экстракционной фосфорной кислоты // Переработка и утилизация попутных фосфористых соединений и извлечение редкоземельных металлов в производстве минеральных удобрений. — М.: НИУИФ, 2011. — 180 с.
8. Даванков В. А., Цюрупа М. П., Блинникова З. К. Разделение модельной смеси CaCl2 – KCl на нейтральном нанопористом сверхсшитом полистироле в статических и динамических условиях // Журн. физ. химии. — 2008. — Т. 82. — № 3. — С. 519 – 524.
9. Davankov V. A., Tsyurupa M. P., and Alexienko N. N. Selectivity in preparative separations of inorganic electrolytes by size exclusion chromatography on hypercrosslinked polystyrene and microporous carbons, J. Chromatogr. A, 2005, Vol. 1100, No. 1. — P. 32 – 39.
10. Davankov V. A. and Tsyurupa M. P. Preparative frontal size exclusion chromatography of mineral ions on neutral hypercrosslinked polystyrene, J. Chromatogr. A, 2005, Vol. 1087, No. 1. — P. 3 – 12.
11. Элрих Г. В., Лисичкин Г. В. Сорбция в химии редкоземельных элементов // Журн. общей химии. — 2008. — Т. 87. — Вып. 6. — С. 1001 – 1018.
12. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Самусев А. Л., Копорулина Е. В., Рязанцева М. В. Извлечение циркония и редкоземельных элементов из растворов выщелачивания эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2020. — № 4. — С. 138 – 148.
13. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Копорулина Е. В., Рязанцева М. В., Самусев А. Л. Влияние различных кислот на эффективность извлечения циркония и редкоземельных металлов при выщелачивании эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2019. — № 6. — С. 140 – 151.
14. Чантурия В. А., Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Чантурия Е. Л., Самусев А. Л., Копорулина Е. В., Анашкина Н. Е. Интенсификация процесса выщелачивания эвдиалитового концентрата при воздействии наносекундных импульсов высокого напряжения // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 134 – 144.
15. Лызова Е. В. Выделение и концентрирование актинидов из азотнокислых растворов с применением ионообменных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Озерск, 2015. — 20 с.
УДК 622.7
СОРБЦИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ САПОНИТЕ
В. А. Чантурия, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев, Г. А. Кожевников, Е. В. Копорулина
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
Е-mail: Andrey63vzm@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Геологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова,
Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия
Теоретически и экспериментально обоснованы перспективные методы модификации сапонита (пилларинг и термическая обработка), обеспечивающие получение сорбентов с высокой емкостью катионного обмена по отношению к катионам редкоземельных элементов. Механизм пилларинга и термической модификации при температуре 625 °С сапонитсодержащего продукта заключается в расширении слоев минерала, образовании дополнительных кислотных или окислительно-восстановительных центров (пилларинг), в изменении структуры с образованием метастабильных фаз (термическая обработка). Установлены оптимальные параметры применения сорбента (рН, соотношение сорбента к раствору), обеспечивающие эффективное извлечение отдельных РЗЭ из продуктивных растворов выщелачивания эвдиалитового концентрата и сорбционную емкость до 18.8 мг/г.
Редкоземельные элементы, сорбция, модифицированный сапонит, статическая обменная емкость
DOI: 10.15372/FTPRPI20240315
EDN: TYLNGD
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Эрлих Г. В., Лисичкин Г. В. Сорбция в химии редкоземельных элементов // Журн. общей химии. — 2017. — Т. 87. — № 6. — С. 1001 – 1027.
2. Поляков Е. Г. Металлургия редкоземельных металлов. — М.: Металлургиздат, 2018. — 731 с.
3. Плаксин И. Н. Ионный обмен и экстракция в процессах переработки руд // Ионообменные и экстракционные методы в химико-обогатительных процессах. — М.: Наука, 1965. — С. 3 – 13.
4. Бочкарев Э. П. Химические, сорбционные и экстракционные методы получения и очистки редких металлов. — М.: Гиредмет, 1978. — 135 с.
5. Бочкарев Э. П. Исследование процессов получения редких и редкоземельных металлов и их соединений. — М.: Гиредмет, 1989. — 158 с.
6. Локшин Э. П., Тареева О. А., Иваненко В. И., Корнейков Р. И., Елизарова И. Р. Исследование сорбционного извлечения редкоземельных элементов из сернокислых растворов // Хим. технология. — 2011. — № 12. — С. 749 – 754.
7. Marcus Y. and Nelson F. Anion exchange studies. XXV. The rare earths in nitrate solutions, Phys. Chem., 1959, Vol. 63. — P. 77 – 79.
8. Хамизов Р. Х., Крачак А. Н. Сорбционное концентрирование и выделение РЗЭ из экстракционной фосфорной кислоты // Переработка и утилизация попутных фосфористых соединений и извлечение редкоземельных металлов в производстве минеральных удобрений. — М.: НИУИФ, 2011. — С. 180.
9. Маслобоев В. А., Лебедев В. Н., Смирнова И. П. Технология редкоземельной продукции из минерального сырья Кольского полуострова // Новые технологии для комплексного использования природных ресурсов Севера. — Апатиты, 1994. — С. 58.
10. Zhou C. H., Zhou Q., Wu Q. Q., Petit S., Jiang X. C., Xia S. T., Li C. S., and Yu W. H. Modification, hybridization and applications of saponite: An overview, Appl. Clay Sci., 2019, Vol. 168. — P. 136 – 154.
11. Krupskaya V. V., Zakusin S. V., Tyupina E. A., Dorzhieva O. V., Zhukhlistov A. P., Belousov P. E., and Timofeeva M. N. Experimental study of montmorillonite structure and transformation of its properties under treatment with inorganic acid solutions, Minerals, 2017, Vol. 7, No. 4. — 49.
12. Teepakakorn A. and Ogawa M. Interactions of layered clay minerals with water-soluble polymers; structural design and functions, Appl. Clay Sci., 2022, Vol. 222. — 106487.
13. Vicente M. A., Gil A., and Bergaya F. Chapter 10.5 — pillared clays and clay minerals, Dev. Clay Sci., 2013, Vol. 5. — P. 523 – 557.
14. Макаров В. Н., Макаров Д. В., Васильева Т. Н., Кременецкая И. П. Взаимодействие природных серпентинов с разбавленными сульфатными растворами, содержащими ионы никеля // Журн. неорг. химии. — 2005. — T. 50 (9). — С. 1418 – 1429.
15. Миненко В. Г., Самусев А. Л., Селиванова Е. А., Баюрова Ю. Л., Силикова А. Р., Макаров Д. В. Исследование сорбции ионов меди электрохимически модифицированным сапонитом // Минералогия техногенеза. — 2017. — № 18. — С. 190 – 199.
16. Chanturiya V., Masloboev V., Makarov D., Nesterov D., Bajurova J., Svetlov A., and Men'shikov Y. Geochemical barriers for environmental protection and of recovery of nonferrous metals, J. Env. Sci. Health, Part A, 2014, Vol. 49, No. 12. — P. 1409 – 1415.
17. Chanturiya V., Minenko V., Suvorova O., Pletneva V., and Makarov D. Electrochemical modification of saponite for manufacture of ceramic building materials, Appl. Clay Sci., 2017, Vol. 135. — P. 199 – 205.
18. Чантурия В. А., Миненко В. Г. Теоретическое и экспериментальное обоснование методов получения вторичных продуктов из сапонитсодержащих техногенных вод // ФТПРПИ. — 2023. — № 6. — С. 91 – 104.
19. Minenko V. G. Adsorption properties of modified saponite in removal of heavy metals from process water, J. Min. Sci., 2021, Vol. 57, No. 2. — P. 298 – 306.
20. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Самусев А. Л., Копорулина Е. В., Рязанцева М. В. Извлечение циркония и редкоземельных элементов из растворов выщелачивания эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2020. — № 4. — С. 138 – 148.
21. Coppin F., Berger G., Bauer A., Castet S., and Loubet M. Sorption of lanthanides on smectite and kaolinite, Chem. Geol., 2002, Vol. 182, No. 1. — P. 57 – 68.
22. Stumpf T., Bauer A., Coppin F., Fanghänel T., and Kim J. Inner-sphere, outer-sphere and ternary surface complexes: A TRLFS study of the sorption process of Eu(III) onto smectite and kaolinite, Radiochim. Acta, 2002, Vol. 90, No. 6. — P. 345 – 349.
УДК 622.7
ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛКАПРОЛАКТАМА НА ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ ШЛАМОВЫХ ФРАКЦИЙ ПРИ ФЛОТАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ
Т. Н. Матвеева, В. В. Гетман, А. Ю. Каркешкина
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
Е-mail: ipkon@inbox.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Проведены исследования нового реагента — модифицированного водорастворимого полимера поливинилкапролактама (ПВКтм) в качестве реагента-собирателя для флотационного извлечения сульфидных минералов, содержащих золото. Модифицированный ПВКтм получен методом твердофазной модификации поли-N-винилкапролактама (ПВК) реагентом тиомочевиной. Методами сканирующей электронной и лазерной микроскопии идентифицирована адсорбция ПВКтм вокруг золотин искусственно нанесенных на поверхность аншлифа пирита. Установлено, что ПВКтм способствует селективной агрегации золотосодержащих минералов из шламовых фракций пробы руды, более 99 % золота с содержанием 3.54 г/т переходит из шламовой в песковую фракцию. Применение ПВКтм совместно с бутиловым ксантогентом калия (ПВКтм 30 г/т, БКК 200 г/т) в процессе флотации тонкоизмельченной пробы золотосодержащей руды Олимпиадинского месторождения позволило улучшить качество концентрата по содержанию золота с 19.9 до 29.5 г/т и повысить извлечение золота с 81 до 95 %. Использование модифицированного ПВКтм совместно с БКК приводит к росту извлечения золота на 14 %, повышению качества концентрата в 1.5 раза и снижению содержания золота в хвостах флотации до 0.15 г/т.
Флотация, рудная флотация, флокуляция, реагенты, водорастворимые полимеры, модифицированный поливинилкапролактам, золото, шламы, тонкоизмельченная руда
DOI: 10.15372/FTPRPI20240316
EDN: VEWSZS
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Низова С. А., Чепикова М. В. Водорастворимые полимеры. Структура, получение, свойства, применение. — М.: РГУНиГ им. Губкина, 2011. — 46 с.
2. Ng W. S., Connal L. A., Forbes E., and Franks G. V. A review of temperature-responsive polymers as novel reagents for solid liquid separation and froth flotation of minerals, Miner. Eng., 2018. — P. 144 – 159.
3. Bergbreiter D. E., Case B. L., Liu Yun-Shan, and Caraway J. W. Poly (N-isopropylacrylamide) soluble polymer supports in catalysis and synthesis, Macromolecules, 1998, Vol. 31. — P. 6053 – 6062.
4. Chanturia V. A., Matveeva T. N., Ivanova T. A., and Getman V. V. Mechanism of interaction of cloud point polymers with platinum and gold in flotation of finely disseminated precious metal ores, Miner. Proc. Ext. Metal., 2016, Vol. 37, No. 3. — P. 187 – 195.
5. Chanturia V. A. and Getman V. V. Experimental investigation of interaction between modified thermomorphic polymers, gold and platinum in dressing of rebellious precious metal ore, J. Min. Sci., 2015, Vol. 51, No. 3. — P. 580 – 585.
6. Вережников В. Н., Плаксицкая Т. В., Пояркова Т. Н. РН-термочувствительные свойства (со)полимеров N,N-диметиламиноэтилметакрилата и N-винилкапролактама // Высокомолекулярные соединения. — 2006. — Т. 48. — № 8. — С. 1482 – 1487.
7. Сутягин В. М., Ляпков А. А. Общая химическая технология полимеров. — СПб.: Лань, 2023. — 208 с.
8. Матвеева Т. Н., Гетман В. В., Каркешкина А. Ю. Исследование применения поливинилкапролактама в реагентном режиме флотации золота // Цв. металлы. — 2021. — № 8. — C. 15 – 20.
9. Матвеева Т. Н., Гетман В. В., Каркешкина А. Ю. Исследование физико-химического взаимодействия модифицированного поливинилкапролактама с поверхностью минералов, входящих в состав поликомпонентных руд // Цв. металлы. — 2023. — № 7. — C. 7 – 12.
10. Денисова Э. И., Карташов В. В., Рычков В. Н. Твердофазный синтез металлооксидных порошков. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2008. — 31 с.
11. Белов Е. Г. Снижение гигроскопичности неорганических солей методом твердофазной модификации // Вестн. ТУ. — 2017. — Т. 20. — № 2. — С. 33 – 36.
12. Коптяева Е. И. Твердофазная модификация полисахаридов — арабиногалактана, хитозана, пектина малорастворимыми пестицидами: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Уфа, 2013. — 25 с.
13. Панченко А. Ф., Лодейщиков В. В., Хмельницкая О. Д. Изучение нецианистых растворителей золота и серебра // Цв. металлы. — 2001. — № 5. — С. 17 – 20.
14. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Вашлаев И. И., Свиридова М. Л. Выщелачивание золота и цветных металлов нецианистыми растворителями // Успехи совр. естествознания. — 2016. — № 7. — С. 132 – 136.
15. Зинченко З. А., Тюмин И. А. Исследования по извлечению золота из хвостов флотации руды нижних горизонтов Джиджикруского месторождения тиомочевиной // ДАН Респ. Таджикистан. — 2013. — Т. 56. — № 10. — С. 796 – 799.
16. Li H., Eksteen E., and Oraby E. Hydrometallurgical recovery of metals from waste printed circuit boards (WPCBs): Current status and perspectives — A review. Res., Conserv. Recycl., 2018, Vol. 139. — P. 122 – 139.
17. Zhang H., Ritchie I. M., and La Brooy S. R. The adsorption of gold thiourea complex onto activated carbon, Hydrometallurgy, 2004, Vol. 72, No. 3 – 4. — P. 291 – 301.
18. Чантурия В. А., Иванова Т. А., Копорулина Е. В. Методика оценки эффективности взаимодействия флотационных реагентов с золотосодержащим пиритом // Цв. металлы. — 2010. — № 8. — С. 81 – 89.
УДК 622.7
МАГНИТНОЕ ГИДРОЦИКЛОНИРОВАНИЕ СЛАБОМАГНИТНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ШЛАМОВ
А. А. Лавриненко, П. А. Сыса
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
Е-mail: lavrin_a@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Обосновано применение метода магнитного гидроциклонирования для извлечения из тонкодисперсной магнитной суспензии шламистых частиц с низкой магнитной восприимчивостью. Показано эффективное использование лабораторного магнитного гидроциклона с обычной электромагнитной системой из медных проводов на конической его части без применения сверхпроводящих материалов для частиц магнетита крупностью – 20 мкм. Результаты исследования свидетельствуют о возможности выделения гематита и других слабомагнитных минералов магнитным гидроциклонированием в поле с необходимой индукцией 2 – 10 Тл, создаваемой сверхпроводящей магнитной системой в условиях соответствующего охлаждения при температуре жидкого азота, что сводит к минимуму эксплуатационные энергетические затраты магнитной сепарации. Применение сверхпроводящей магнитной системы с высокотемпературными материалами, установленной на конической части гидроциклона, позволит эффективно извлекать слабомагнитные частицы, например красных шламов крупностью – 10 мкм.
Магнитный гидроциклон, шламы, магнетит, обогащение железорудного сырья, магнитная индукция, содержание железа, извлечение железа
DOI: 10.15372/FTPRPI20240317
EDN: VFXZIB
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зиновеев Д. В., Грудинский П. И., Дюбанов В. Г., Коваленко Л. В., Леонтьев Л. И. Обзор мировой практики переработки красных шламов. Ч. 1. Пирометаллургические способы // Черн. металлургия. — 2018. — Т. 61. — № 11. — С. 843 – 858.
2. Valeev D., Zinoveev D., Kondratiev A., Lubyanoi D., and Pankratov D. Reductive smelting of neutralized red mud for iron recovery and produced pig Iron for heat-Resistant Castings, Metals, 2020, Vol. 10, No. 1.
3. Evan K. The history, challenges and new developments in the management and use of bauxite residue, J. Sustainable Metal., 2016, Vol. 2. — P. 316 – 331.
4. Пат. 2147622 RU. Способ извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов глиноземного производства / С. Л. Орлов, И. Ю. Энтелис, Б. Н. Смирнов // Опубл. в БИ. — 2000. — № 45.
5. Combined SAF smelting and hydrometallurgical treatment of bauxite residue for enhanced valuable metal recovery, Travaux 46, Proc. 35th Int. ICSOBA Conf., Germany, 2017.
6. Liu Y., Zhao B., and Yang T. Recycling of iron from red mud by magnetic separation after co-roasting with pyrite, Thermochimica Acta, 2014, Vol. 588. — P. 11 – 15.
7. Утков В. А., Сизяков В. М. Современные вопросы металлургической переработки красных шламов // Зап. Горн. ин-та. — 2013. — Т. 202. — С. 39 – 43.
8. Пелевин А. Е. Обогащение слабомагнитных минералов в валковых сепараторах с системой из постоянных магнитов // ГИАБ. — 2022. — № 11-1. — С. 155 – 168.
9. Опалев А. С., Марчевская В. В. Исследование влияния крупности зерен магнетита на магнитную восприимчивость железорудных концентратов // ФТПРПИ. — 2023. — № 1. — С. 161 – 167.
10. Пат. 522857 SU. Магнитный гидроциклон / В. И. Кармазин, Е. М. Савицкий, В. В. Кармазин, В. В. Барон, О. П. Малюк, П. Е. Остапенко и др. // Опубл. в БИ. — 1976. — № 28.
11. Zhilong Hou, Wenbin Ma, Meifen Wang, Ling Zhao, Kexiang Wang, Jin Zhou, Weichao Yao, Zhoungxiu Liu, Zhiyong Liu, and Zian Zhu. Development of a superconducting electromagnet iron separator, J. Supercond Nov. Magn., 2012, Vol. 25. — P. 969 – 973.
12. Кармазин В. В. Проблемы и перспективы магнитного обогащения // ГИАБ. — 2013. — № S1. — C. 560 – 575.
13. Фетисов С. С., Зубко В. В. Базовые технологии изготовления силовых кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников второго поколения // Электричество. — 2021. — № 6. — С. 12 – 24.
14. Кармазин В. И., Кармазин В. В. Магнитные методы обогащения. — М.: Недра, 1978. — 304 c.
15. Пат. 2748911 РФ. Способ извлечения магнитной фракции из потока суспензии и устройство для его осуществления / П. А. Сыса, А. А. Лавриненко, И. И. Агарков // Опубл. в БИ. — 2021. — № 16.
МОНИТОРИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
УДК 550.34; 519.688; 504.5.06
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАТИВНОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ СЕЙСМИЧЕСКОГО ШУМА В МЕТОДЕ ДИСТАНЦИОННОЙ ОЦЕНКИ ПРОДУКТИВНОСТИ УГЛЕВОДОРОДНОГО КОЛЛЕКТОРА
И. Я. Чеботарева
Институт проблем нефти и газа РАН,
E-mail: irinache@inbox.ru, ул. Губкина, 3, 119333, г. Москва, Россия
Представлено решение проблемы, возникающей при реализации предложенного ранее метода дистанционной оценки продуктивности коллектора углеводородов с использованием записей сейсмического фона на поверхности. Показано, что формирование линейной зависимости происходит только в определенном диапазоне частот и быстро разрушается при его расширении. Установлено, что формирование линейной зависимости связано с негауссовым поведением шумового сейсмического поля в выделенном диапазоне частот. Предложен метод оценки информативного диапазона частот по экспериментальным данным с использованием полиспектрального анализа и суррогатных рядов.
Сейсмический фон, нефть, газ, горные породы, термодинамический индикатор, бикогерентность, суррогатные ряды
DOI: 10.15372/FTPRPI20240318
EDN: VQZRJY
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арутюнов С. Л., Давыдов В. Ф., Кузнецов О. Л., Графов Б. М., Сиротинский Ю. В. Явление генерации инфразвуковых волн нефтегазовой залежью. Диплом на открытие 109. Опубл. 25.12.98 // Научные открытия (сб. кратких описаний). — М., СПб.: РАЕН, 1999. — Вып. 1. — 58 с.
2. Графов Б. М., Арутюнов С. Л., Казаринов В. Е., Кузнецов О. Л., Сиротинский Ю. В., Сунцов А. Е. Анализ геоакустического излучения нефтегазовой залежи при использовании технологии АНЧАР // Геофизика. — 1998. — № 5. — С. 24 – 28.
3. Holzner R., Eschle P., Zurcher H., Lambert M., Graf R., Dangel S., and Meier P. F. Applying microtremor analysis to identify hydrocarbon reservoirs, First break, 2005, Vol. 23, No. 5. — P. 41 – 46.
4. Lambert M.-A., Schmalholz S. M., Saenger E. H., and Steiner B. Low-frequency microtremor anomalies at an oil and gas field in Voitsdorf, Austria, Geophys. Prosp., 2009, Vol. 57. — P. 393 – 411.
5. Saenger E. H., Schmalholz S. M., Lambert M.-A., Nguyen T. T., Torres A., Metzger S., Habiger R. M., Müller T., Rentsch S., and Méndez-Hernández E. A passive seismic survey over a gas field: Analysis of low-frequency anomalies, Geophysics, 2009, Vol. 74, No. 2. — P. O29 – O40.
6. Перспективный метод поиска нефтегазовых залежей. Беседа с академиком А. Ю. Цивадзе // Вестн. РАН. — 2014. — Т. 84. — № 3. — С. 249 – 252.
7. Rode E. D., Nasr H., and Makhous М. Is the future of seismic passive? First break, 2010, Vol. 28, No. 7. — P. 77 – 80.
8. Makhous M., Rode E. D. (Paul), and Kaya S. Application of the infrasonic passive differential spectroscopy (IPDS) for hydrocarbon direct detection and reservoir monitoring in fields of the North-Caspian basin: Achievements and challenges, abstracts, Reservoir characterization and simulation conf., Abu Dhabi, UAE, 19 – 21 October 2009. — 14 p.
9. Чеботарева И. Я., Роде Э. Д., Дмитриевский А. Н. Термодинамический индикатор для дистанционной оценки продуктивности углеводородного коллектора // Докл. РАН. Науки о земле. — 2021. — Т. 500. — № 2. — С. 178 – 182.
10. Чеботарева И. Я. Дистанционная оценка продуктивности углеводородного коллектора в условиях сильной зашумленности // ФТПРПИ. — 2022. — № 3. — С. 23 – 34.
11. Чеботарева И. Я., Роде Э. Д. Диссипативная сейсмика для оценки параметров углеводородного коллектора // Физика Земли. — 2023. — № 4. — С. 163 – 174.
12. Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. Т. 1. — М.: Янус, 1995. — 624 с.
13. Чеботарева И. Я., Дмитриевский А. Н. Диссипативная сейсмика // Физ. мезомеханика. — 2020. — Т. 23. — № 1. — С. 14 – 32.
14. Aki K. and Richards P. G. Quantitative seismology, theory and methods, San Francisco, Freeman, 1980. — 700 p.
15. Малахов А. Н. Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразований. — М.: Сов. радио, 1978. — 374 c.
16. Стратонович Р. Л. Избранные вопросы теории флуктуаций в радиотехнике. — М.: Сов. радио, 1961. — 558 c.
17. Sanaullah M. A review of higher order statistics and spectra in communication systems, Global J. Sci. Front. Res., Phys. Space Sci., 2013, Vol. 13, Issue 4. — P. 31 – 50.
18. Nikias C. L. and Raghuveer M. R. Bispectrum estimation: A digital signal processing framework, Proc. IEEE, 1987, Vol. 75. — P. 869 – 891.
19. Zandvoort C. S. and Nolte G. Defining the filter parameters for phase-amplitude coupling from a bispectral point of view, J. Neurosci. Methods, 2021, Vol. 350, No. 2. — 109032.
20. Жегулин Г. В., Зимин А. В. Применение биспектрального вейвлет-анализа для поиска трехволновых взаимодействий в спектре внутренних волн // Морcкой гидрофиз. журн. — 2021 — Т. 37. — № 2. — С. 147 – 161.
21. Chokani N. Nonlinear evolution of Mack modes in a hypersonic boundary layer, Phys. Fluids, 2005, Vol. 17. — 014102-1.
22. Elgar S. and Sebert G. Statistics of bicoherence and biphase, J. Geophys. Res., 1989, Vol. C94. — P. 10993 – 10998.
23. Theiler J., Eubank S., Longtin A., Galdrikian B., and Farmer J. D. Testing for nonlinearity in times series: the method of surrogate data, Physica D, 1992, Vol. 58. — P. 77 – 94.
24. Birkelund Y. and Hanssen A. Improved bispectrum based tests for Gaussianity and linearity, Signal Process., 2009, Vol. 89, Issue 12. — P. 2537 – 2546.
25. Sabay A., Harris L., Bejugama V., and Jaceldo-Siegl K. Overcoming small data limitations in heart disease prediction by using surrogate data, SMU Data Science Review, 2018, Vol. 1, No. 3. — 23 p.
26. Hirata Y., Shiro M., and Amigó J. M. Surrogate data preserving all the properties of ordinal patterns up to a certain length, Entropy (Basel), 2019, Vol. 21, No. 7. — 713.
27. Chavez M. and Cazelles B. Detecting dynamic spatial correlation patterns with generalized wavelet coherence and non-stationary surrogate data, Sci. Rep., 2019, No. 9. — 7389.
28. Pires C. A. L. and Hannachi A. Bispectral analysis of nonlinear interaction, predictability and stochastic modelling with application to ENSO, Tellus A, Dynamic Meteorology and Oceanography, 2021, Vol. 73, No. 1. — P. 1 – 30.
19. Корнилов М. В., Сысоев И. В. Влияние выбора структуры модели на работоспособность метода нелинейной причинности по Грейнджеру // Прикладная нелинейная динамика. — 2013. — Т. 21. — С. 74 – 87.
УДК 622.148
ИССЛЕДОВАНИЕ СДВИЖЕНИЯ ПОДРАБАТЫВАЕМОЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ЖЕЛЕЗОРУДНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ АТАСУ
Ф. К. Низаметдинов, А. К. Сатбергенова, Д. С. Ожигин, Б. Резник, Р. Ф. Низаметдинов
Карагандинский технический университет,
просп. Н. Назарбаева 56, 100000, г. Караганда, Казахстан
Казахский национальный университет им. Аль-Фараби,
E-mail: a.satbergenova2@gmail.com, просп. Аль-Фараби, 71, 050040, г. Алматы, Казахстан
Берлинский технический университет прикладных наук,
Люксембургерштрассе 10, 1013353 г. Берлин, Германия
Представлена геомеханическая мониторинговая система земной поверхности горного отвода территории Атасуйского железорудного месторождения. Изучено фактическое состояние подработанной земной поверхности с применением аэрофотограмметрической съемки с помощью беспилотного летательного аппарата. Определены очаги зарождения деформации земной поверхности на основе независимых измерений в пределах созданного временного опорного полигона, закоординированного ГНСС-измерениями. Выполнено высокоточное геометрическое нивелирование по металлическим реперам, заложенным в виде трех профильных линий по простиранию и вкрест простирания рудных тел с целью выявления процесса сдвижения горного массива от ведения подземных горных работ.
Атасуйское месторождение, аэрофотосъемка, геометрическое нивелирование, смещения земной поверхности, опорные знаки и реперы, трехмерная модель земной поверхности
DOI: 10.15372/FTPRPI20240319
EDN: RPFAUK
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Байбатша А. Б. Геология месторождений полезных ископаемых. — Алматы: КазНТУ, 2008. — 368 с.
2. Ren H., Zhao Y., Xiao W., and Hu Zh. A review of UAV monitoring in mining areas: current status and future perspectives. Int. J. Coal. Sci. Technol., 2019, Vol. 6. — P. 320 – 333.
3. Низаметдинов Ф. К., Барышников В. Д., Жанатулы Е., Нагибин А. А., Туякбай А. С., Низаметдинов Н. Ф., Естаева А. Р. Обоснование и выбор расчетных параметров прочностных свойств горных пород для оценки устойчивости бортов карьеров // ФТПРПИ. — 2021. — № 3. — С. 31 – 37.
4. Центры и реперы Государственной геодезической и нивелирной сетей Республики Казахстан ГКИНП (ГНТА)-19-024-09. — Астана, 2009. — 46 с.
5. Kassymkanova K. M., Jangulova G.K., Issanova G., Turekhanova V., and Zhalgasbekov Y. Geomechanical processes and their assessment in the rock massifs in central kazakhstan, Springer, Cham, 2020. Exomorphogenesis of cosmogenic cyclic structures of Kazakhstan. https://link.springer.com/book/10.1007/ 978-3-030-33993-7
6. Shults R., Ormambekova A., Medvedskij Y., and Annenkov A. GNSS-assisted low-cost vision-based observation system for deformation monitoring, Appl. Sci., 2023, Vol. 13, 2813.
7. Shults R., Kassymkanova K.M.,, Burlibayeva Sh., Skopinova D., Demianenko R., and Medvedskyi Y. UAV monitoring of excavation works — 11th Int. Conf. Environmental Engineering, Vilnius Gediminas Technical University Lithuania, 21 – 22 May 2020.
8. Шпаков П. С., Ожигин С. Г., Ожигина С. Б., Мусина Г. А., Бактыкереев М. К. Совершенствование процесса инженерного проектирования на основе применения технологий BIM и БПЛА // Вестн. АГА. — 2022. — № 3 (26). — С. 8 – 14.
9. Ozhygin D., Šafář V., Dorokhov D., Ozhygina S., Ozhygin S., and Staňková H. Terrestrial photogrammetry at the quarry and validating the accuracy of slope models for monitoring their stability, IOP Confe¬renceh Series: Earth and Env. Sci., 2021, 906(1). — 012062.
10. Mozer D. V., Tuyakbai A. S., and Toleubekova Z. Z. State of the undermined Karaganda Coal Basin area by satellite monitoring data, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53. — P. 389 – 395.
11. Хмелинин А. П., Барышников В. Д., Неверов А. А., Щукин С. А., Васичев С. Ю. Опыт применения цифровых геомеханических моделей при освоении рудных месторождений Сибири // Горн. пром-сть., 2023.
12. Kassymkanova K. K., Istekova S., Rysbekov K., Soltabayeva S., and Dossetova G. Improving a geophysical method to determine the boundaries of ore-bearing rocks considering certain tectonic disturbances, Mining of Mineral Depositsthis link is disabled, 2023, Vol. 17(1). — P. 17 – 27
13. Bekbergenov D., Jangulova G., Kassymkanova K.-K., and Bektur B. Mine technical system with repeated geotechnology within new frames of sustainable development of underground mining of caved deposits of the Zhezkazgan field Geodesy and Cartography (Vilnius) this link is disabled, 2020, Vol. 46 (4). — P. 182 – 187.
14. Электронный справочник МапТек http://surl.li/rzebl
15. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. — М., 2004.
16. Алпыспаева Ж. А., Пархоменко Н. А., Пронина Л. А., Сатбергенова А. К. Оптимизация методов геодезического обеспечения строительства автомобильных дорог в условиях северного Казахстана // Вестн. КазНУ. Серия географическая. — 2023. — Т. 69. — № 2. — С. 50 – 59.
ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 622:504
ОРГАНИЗАЦИЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
П. П. Иванов, С. Г. Пачкин, Л. А. Иванова, Е. С. Михайлова, А. Г. Семенов
Кемеровский государственный университет,
Е-mail: ipp7@yandex.ru, ул. Красная, 6, 650000, г. Кемерово, Россия
Рассмотрена возможность повторного использования карьерных и поверхностных сточных вод угольных разрезов с учетом водооборотных циклов предприятий и территорий угледобычи. Анализ технологических схем открытой добычи угля и внутрикарьерного водопотребления позволил выделить основные направления применения сточных вод и уменьшения их объема. Разработана схема комплексной очистки и распределения карьерных сточных вод. Показано, что при полноценной организации внутрикарьерного водопотребления и расширении производственной кооперации с потребителями сточных вод можно достичь высоких показателей использования промышленных сбросов. Указанные меры помогут снизить экологическую нагрузку на территорию угледобычи и уменьшить количество сточных вод, нуждающихся в доочистке, до предельно допустимых концентраций вредных веществ в водных объектах рыбохозяйственного значения.
Сточные воды, очистка сточных вод, угледобывающие предприятия, водооборотный цикл, водопотребление, водоотведение, водный баланс
DOI: 10.15372/FTPRPI20240320
EDN: TOAJXP
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванова Л. А., Голубева Н. С., Тимощук И. В., Горелкина А. К., Просеков А. Ю., Сапурин З. П., Медведев А. В. Оценка эффективности очистки сточных вод угледобывающего предприятия и ее влияние на загрязнение малых рек // Экология и промышленность России. — 2023. — Т. 27. — № 1. — С. 60 – 65.
2. Maiti D., Ansari L., Rather M., and Deepa A. Comprehensive review on wastewater discharged from the coal-related industries–characteristics and treatment strategies, Water Sci. Technol., 2019, Vol. 79, No. 11. — P. 2023 – 2035.
3. Красавцева Е. А., Максимова В. В., Макаров Д. В., Маслобоев В. А. Методы очистки сточных вод горнопромышленных предприятий от взвешенных веществ // ФТПРПИ. — 2022. — № 3. — С. 136 – 146.
4. Pedersen E. and Helge C. Research on coal mine environmental pollution and wastewater treatment technology, OAJRC Env. Sci., 2019, Vol. 1, No. 1. — P. 9 – 12.
5. Гусев Н. Н. Эколого-экономическая оценка вовлечения шахтных вод в хозяйственный оборот // ГИАБ. — 2010. — № 7. — С. 245 – 248.
6. Васянович Ю. А., Лушпей В. П., Музыченко О. В. Возможности использования шахтных и карьерных вод для нужд населенных пунктов в угледобывающих регионах // ГИАБ. — 2013. — № S22. — С. 116 – 120.
7. Демкин В. И., Харионовский А. А., Гусев Н. Н., Счастливцев Е. Л., Каплунов В. Ю., Йорг Кирш. К проблеме комплексной переработки шахтных вод в России // ГИАБ. — 2009. — № S7. — С. 209 – 219.
8. Liu Y., Liu P., Bo L., and Li Q. Research on mine water dispatching mode based on maximization of reuse rate, Sustainability, 2022, Vol. 14, No. 15. — 9289.
9. Солодов Г. А., Жбырь Е. В., Неведров А. В., Папин А. В. Направление комплексного использования шламовых вод углеобогатительных фабрик Кузбасса // Вестн. КузГТУ. — 2006. — № 3 (54). — С. 110 – 112.
10. Gao P., Wang Y., Zhang Z., Cao Y., Liu Z., and Zhang D. The general methods of mine water treatment in China, Desalination Water Treatment, 2020, Vol. 202. — P. 183 – 205.
11. Лозовик П. А., Кулакова Н. Е. Методические подходы к оценке загрязнения водных объектов в зоне действия предприятий горнодобывающей промышленности // Водные ресурсы. — 2014. — Т. 41. — № 4. — С. 429.
12. Ксенофонтов Б. С., Козодаев А. С., Таранов Р. А., Виноградов М. С. Усовершенствование технологической схемы физико-химической очистки сточных вод // Экология и промышленность России. — 2021. — Т. 25. — № 4. — С. 10 – 13.
13. Zhou Q. Mining environment governance and sustainable development of coal industry, Adv. Mater. Res., 2013, Vol. 634. — P. 3423 – 3427.
14. Юрташкина Л. В. Направления использования сточных карьерных вод разрезов Кузбасса // Вестн. КузГТУ. — 2004. — № 4 (41). — С. 48 – 49.
15. Макаров Д. В., Конина О. Т., Горячев А. А. Методы снижения пыления отвалов горнопромышленных отходов // ФТПРПИ. — 2021. — № 4. — С. 160 – 170.
16. Рубашкина Т. И., Костина М. А. Исследование возможности применения хлоридных шахтных вод для приготовления твердеющих закладочных смесей // ФТПРПИ. — 2023. — № 3. — С. 67 – 75.
17. Кудряшова Е. Н., Глушанкова И. С., Бессонова Е. Н. Очистка карьерных вод горнодобывающих предприятий от нитрат-ионов // Химия. Экология. Урбанистика. — 2021. — Т. 1. — С. 116 – 120.
18. Навитний А. М., Гусев Н. Н., Мурин К. М., Каплунов В. Ю., Власова А. Ю. О решении проблемы обезвреживания минерализованных шахтных вод // Мониторинг. Наука и технологии. — 2011. — № 3 (8). — С. 31 – 36.
19. Tiwary R. K. Environmental impact of coal mining on water regime and its management, Water, Air, Soil Pollution, 2001, Vol. 132. — P. 185 – 199.
20. Абиди А., Бужуне Х., Эль-Амари Х., Бакае А., Якуби А. Повторное использование сточных вод при флотации полисульфидных руд // ФТПРПИ. — 2019. — № 4. — С. 157 – 165.
21. Dontala S. P., Reddy T. B., and Vadde R. Environmental aspects and impacts its mitigation measures of corporate coal mining, Procedia Earth Planetary Sci., 2015, Vol. 11. — P. 2 – 7.
22. Волкова С. Н., Сивак Е. Е., Панченко И. В. Сельскохозяйственное использование сточных вод как перспективное направление их утилизации // Вестн. КГСА. — 2009. — № 3. — С. 66 – 69.
23. Zhang H., Song J., Zhang M., Cheng X., Baocai L., and Qin Y. Analysis of chemical characteristics of lignite upgrading wastewater and its agricultural utilization, Water Sci. Technol., 2020, Vol. 81, No. 7. — P. 1530 – 1540.
24. Степанюк Г. Я., Заушинцена А. В., Буренков С. С., Свиркова С. В., Гаврилов А. А., Осинцева М. A. Оценка развития растительности техногенного отвала // Техника и технология пищевых производств. — 2022. — Т. 52. — № 4. — С. 807 – 818.
25. Демкин В. И., Навитний А. М., Свитцов А. А., Каплунов Ю. В. Комплексная переработка шахтных вод с использованием мембранно-сорбционных методов // ГИАБ. — 2011. — № 9. — С. 311 – 315.
26. Пачкин С. Г., Иванов П. П., Иванова Л. А., Михайлова Е. С., Семенов А. Г. Разработка распределенной диспетчерской системы управления процессом доочистки карьерных сточных вод // Уголь. — 2023. — № 10 (1172). — С. 82 – 88.
27. Методика по нормированию водопотребления и водоотведения для предприятий по добыче и переработке углей и сланцев / Сост. М. Л. Городинский, Н. Э. Смилянский, Н. В. Оскотская и др.; Всесоюз. науч.-исслед. и проектно-конструкт. ин-т охраны окружающей природной среды в угольной пром-сти. — М.: ИГД, 1976. — 80 с.
28. Everett L. G. Groundwater monitoring handbook for coal and oil shale development, Elsevier, 1985. — 304 p.